🧩 Singleton パターン

✅ 設計意図

• インスタンスが1 つしか存在しないように制限し、再利用する

✅ 適用理由

• 同じインスタンスをアプリケーション全体で使い回したい
• ロガー、設定、キャッシュなどの「共有状態を持つ」処理に適している

✅ 向いているシーン

• グローバルユーティリティ（Logger, ConfigManager など）

✅ コード例

TypeScript

class Logger {
  private static instance: Logger;

  private constructor() {}

  static getInstance(): Logger {
    if (!Logger.instance) {
      Logger.instance = new Logger();
    }
    return Logger.instance;
  }

  log(message: string) {
    console.log(`[LOG]: ${message}`);
  }
}

class UserService {
  private logger: Logger;

  constructor() {
    this.logger = Logger.getInstance(); // Singleton の取得
  }

  createUser(name: string) {
    this.logger.log(`ユーザー作成: ${name}`);
  }
}

// 利用例
const service = new UserService();
service.createUser("Hiroshi");

PHP

<?php
class Logger {
  private static ?Logger $instance = null;

  private function __construct() {}

  public static function getInstance(): Logger {
    if (self::$instance === null) {
      self::$instance = new Logger();
    }
    return self::$instance;
  }

  public function log(string $message): void {
    echo "[LOG]: {$message}\n";
  }
}

class UserService {
  private Logger $logger;

  public function __construct() {
    $this->logger = Logger::getInstance(); // Singleton
  }

  public function createUser(string $name): void {
    $this->logger->log("ユーザー作成: {$name}");
  }
}

// 利用例
$service = new UserService();
$service->createUser("Hiroshi");

Python

class Logger:
    _instance: "Logger" | None = None

    def __new__(cls):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super().__new__(cls)
        return cls._instance

    def log(self, message: str):
        print(f"[LOG]: {message}")

class UserService:
    def __init__(self):
        self.logger = Logger()  # 常に Singleton が返る

    def create_user(self, name: str):
        self.logger.log(f"ユーザー作成: {name}")

# 利用例
service = UserService()
service.create_user("Hiroshi")

✅ 解説

このコードは Singleton パターン を使用して、Logger クラスのインスタンスがアプリケーション全体で一意であることを保証している。 Singleton パターンは、クラスのインスタンスが 1 つだけであることを保証し、そのインスタンスへのグローバルなアクセスを提供するデザインパターン。

1. Singleton パターンの概要

• Singleton: クラスのインスタンスを 1 つだけ生成し、それをグローバルに提供する
  • このコードでは Logger が該当
• Client: Singleton インスタンスを利用するクラス
  • このコードでは UserService が該当

2. 主なクラスとその役割

• Logger
  • Singleton クラス
  • プライベートなコンストラクタを持ち、外部から直接インスタンス化できないようにする
  • getInstance メソッドで唯一のインスタンスを取得
  • ログ出力機能を提供
• UserService
  • クライアントクラス
  • コンストラクタ内で Logger の Singleton インスタンスを取得し、ログ出力に使用

3. UML クラス図

4. Singleton パターンの利点

• インスタンスの一意性: アプリケーション全体で 1 つのインスタンスのみを保持
• グローバルアクセス: getInstance メソッドを通じて、どこからでもインスタンスにアクセス可能
• リソースの節約: 必要に応じてインスタンスを生成（遅延初期化）することで、リソースを節約

警告

• テストの難しさ: グローバルな状態を持つため、ユニットテストでモックや依存性注入が難しくなる場合がある
• 多用のリスク: Singleton を多用すると、コードが密結合になり、保守性が低下する可能性がある

この設計は、アプリケーション全体で共有されるリソース（例: ログ機能）を管理する際に非常に有効である。ただし、適切な場面で使用することが重要。