Привет, Хабр! Сегодня мы рассмотрим реализацию паттернов проектирования на Go, и, чтобы было не скучно, возьмем главными героями котиков. Будем разбирать 5 популярных паттернов: Singleton, Factory Method, Strategy, Observer, Decorator.
Singleton
Паттерн будет хорош тогда, когда в компании есть один кот, который отвечает, например, за доступ к единственной миске с едой, мы хотим быть уверены, что он существует в единственном экземпляре, и все остальные обращаются к нему как к глобальному ресурсу. Допустим, есть global-cat, который знает, где самая вкусная еда, и поэтому мы делаем Singleton:
package main import ( "fmt" "sync" ) // SupremeCat — структура для Singleton type SupremeCat struct { Name string } var ( once sync.Once supremeCat *SupremeCat ) // GetSupremeCat — возвращает единственный экземпляр SupremeCat func GetSupremeCat() *SupremeCat { once.Do(func() { fmt.Println("Создаётся экземпляр SupremeCat...") supremeCat = &SupremeCat{Name: "Барсик Великий"} }) return supremeCat } func main() { cat1 := GetSupremeCat() cat2 := GetSupremeCat() if cat1 == cat2 { fmt.Println("Мы имеем один и тот же единственный кот:", cat1.Name) } else { fmt.Println("Что-то пошло не так, у нас больше одного кота!") } }sync.Once гарантирует, что инициализация кота пройдет ровно один раз даже в многопоточной среде — никакой гонки.
Singleton нужен там, где необходимо гарантировать существование ровно одного экземпляра объекта. Это может быть:
-
Connection pool к базе данных. Например, если приложение работает с одной базой, и мы хотим избежать создания лишних соединений.
-
Логгер. Зачем плодить несколько логгеров, если можно централизовать запись логов?
-
Кеши или конфигурации. Общий доступ к конфигурации приложения — классический случай.
Factory Method
Представим, что есть разные типы котов: домашний кот (ленивый, может лежать на диване и мурлыкать) и уличный кот (хулиганистый, любит охотиться за голубями). Мы хотим иметь удобный фабричный метод, который, по какому-то параметру, будет создавать нужный тип кота, не раскрывая деталей его конструктора.
package main import ( "errors" "fmt" ) // Cat — интерфейс для котов type Cat interface { Meow() GetLifestyle() string } // HomeCat — домашний кот type HomeCat struct { name string } func (h *HomeCat) Meow() { fmt.Println(h.name, "спокойно мурлычет на диване.") } func (h *HomeCat) GetLifestyle() string { return "Домашний кот, любит кушать и спать." } // StreetCat — уличный кот type StreetCat struct { name string } func (s *StreetCat) Meow() { fmt.Println(s.name, "громко орёт во дворе и ворует сосиски.") } func (s *StreetCat) GetLifestyle() string { return "Уличный кот, охотник и бандит." } // NewCat — фабричный метод для создания котов func NewCat(catType, name string) (Cat, error) { if name == "" { return nil, errors.New("имя кота не может быть пустым") } switch catType { case "home": return &HomeCat{name: name}, nil case "street": return &StreetCat{name: name}, nil default: return nil, fmt.Errorf("неизвестный тип кота: %s", catType) } } func main() { // Создаём домашнего кота cat1, err := NewCat("home", "Пушок") if err != nil { fmt.Println("Ошибка создания кота:", err) return } cat1.Meow() fmt.Println(cat1.GetLifestyle()) // Создаём уличного кота cat2, err := NewCat("street", "Рыжик") if err != nil { fmt.Println("Ошибка создания кота:", err) return } cat2.Meow() fmt.Println(cat2.GetLifestyle()) // Пробуем создать кота с неизвестным типом cat3, err := NewCat("wild", "Дикий") if err != nil { fmt.Println("Ошибка создания кота:", err) return } cat3.Meow() fmt.Println(cat3.GetLifestyle()) }Мы скрываем конкретные реализации за фабричным методом NewCat. Можно быстро подкинуть новый тип кота, не меняя код клиентов — просто дополнить фабрику.
Фабричный метод идеален, когда:
-
Есть семейство объектов с разными реализациями, но клиентский код не должен зависеть от деталей их создания.
-
Нужно централизовать и стандартизировать логику создания объектов.
Strategy
Представим, что есть кот, который в зависимости от ситуации мяукает по-разному. Иногда он «мяучит просяще», когда хочет поесть. Иногда — грозно, когда защищает территорию. Иногда тихо, когда пытается пробраться в комнату незаметно. Хочется подменять поведение «мяу» на лету, не меняя класс кота.
package main import "fmt" // MeowStrategy — интерфейс для стратегий мяуканья type MeowStrategy interface { Meow(name string) } // QuietMeow — тихое мяуканье type QuietMeow struct{} func (q *QuietMeow) Meow(name string) { fmt.Println(name, "тихо и незаметно подмяукивает...") } // BeggingMeow — жалобное мяуканье type BeggingMeow struct{} func (b *BeggingMeow) Meow(name string) { fmt.Println(name, "жалобно просит еду: \"Мяу! Мяу!\"") } // AngryMeow — агрессивное мяуканье type AngryMeow struct{} func (a *AngryMeow) Meow(name string) { fmt.Println(name, "яростно шипит и орёт: \"МЯУ!\"") } // FlexibleCat — кот с изменяемым поведением мяуканья type FlexibleCat struct { name string meowBehavior MeowStrategy } // PerformMeow вызывает текущее поведение мяуканья func (f *FlexibleCat) PerformMeow() { if f.meowBehavior == nil { // Проверка на nil fmt.Println(f.name, "не знает, как мяукать!") return } f.meowBehavior.Meow(f.name) } // SetMeowStrategy устанавливает новую стратегию мяуканья func (f *FlexibleCat) SetMeowStrategy(strategy MeowStrategy) { if strategy == nil { fmt.Println("Невозможно установить пустую стратегию для", f.name) return } f.meowBehavior = strategy fmt.Println(f.name, "сменил стиль мяуканья!") } func main() { // Создаём кота с тихим мяуканьем cat := &FlexibleCat{name: "Тишка", meowBehavior: &QuietMeow{}} cat.PerformMeow() // Меняем поведение на жалобное cat.SetMeowStrategy(&BeggingMeow{}) cat.PerformMeow() // Меняем поведение на агрессивное cat.SetMeowStrategy(&AngryMeow{}) cat.PerformMeow() // Пробуем установить nil стратегию cat.SetMeowStrategy(nil) cat.PerformMeow() }Strategy полезен, когда:
-
У объекта есть несколько вариантов поведения, и нужно переключаться между ними без переписывания класса.
-
Нужно инкапсулировать поведение и сделать код более тестируемым.
Observer
Представим, что есть кот, который совершает некие действия (например, ест, спит, играет), и есть другие компоненты системы, которым надо знать, что кот сделал что-то интересное. Например, есть мониторинг, который отслеживает, сколько раз кот кушал, чтобы не дать ему переесть. Есть логгер, который записывает все действия кота. Observer паттерн позволит подписаться на события кота и автоматически оповещать подписчиков.
package main import ( "fmt" "strings" ) // Observer — интерфейс для наблюдателей type Observer interface { Notify(action string) } // CatSubject — кот, на чьи действия подписываются наблюдатели type CatSubject struct { observers []Observer name string } // Attach добавляет наблюдателя func (c *CatSubject) Attach(o Observer) { if o == nil { return } c.observers = append(c.observers, o) } // Detach удаляет наблюдателя func (c *CatSubject) Detach(o Observer) { newObservers := make([]Observer, 0, len(c.observers)) for _, obs := range c.observers { if obs != o { newObservers = append(newObservers, obs) } } c.observers = newObservers } // NotifyAll оповещает всех наблюдателей func (c *CatSubject) NotifyAll(action string) { for _, obs := range c.observers { if obs != nil { obs.Notify(fmt.Sprintf("%s: %s", c.name, action)) } } } // LogObserver пишет в лог действия кота type LogObserver struct{} func (l *LogObserver) Notify(action string) { fmt.Println("[LOG]:", action) } // HealthObserver следит за количеством еды type HealthObserver struct { eatCount int } func (h *HealthObserver) Notify(action string) { if strings.Contains(action, "ест") { h.eatCount++ if h.eatCount > 3 { fmt.Println("[HEALTH]: Кот переел! Нужно ограничить доступ к миске!") } else { fmt.Printf("[HEALTH]: Кот покушал. Всего раз: %d\n", h.eatCount) } } else { fmt.Println("[HEALTH]: Кот делает что-то не связанное с едой.") } } // Действия кота func (c *CatSubject) Eat() { c.NotifyAll("ест корм") } func (c *CatSubject) Sleep() { c.NotifyAll("сладко спит") } func (c *CatSubject) Play() { c.NotifyAll("играет с мячиком") } func main() { cat := &CatSubject{name: "Мурзик"} logObs := &LogObserver{} healthObs := &HealthObserver{} // Подписываем наблюдателей cat.Attach(logObs) cat.Attach(healthObs) // Действия кота cat.Eat() cat.Eat() cat.Play() cat.Eat() cat.Eat() cat.Sleep() // Отписываем логгера cat.Detach(logObs) // Действия после отписки cat.Eat() }Логи пишутся, здоровье мониторится.
Примеры использования:
-
Уведомления в UI.
-
Логирование событий.
Decorator
Декоратор позволяет обернуть кота в дополнительные способности, не меняя исходный код кота. Представим, что есть базовый кот, который умеет просто мяукать, а нам нужно декорировать его возможностями: например, кот после мяуканья может автоматически отправлять событие в Slack или писать в лог. Добавим декоратор, который добавляет поведение сверху.
package main import "fmt" // SimpleCat — интерфейс кота type SimpleCat interface { Meow() } // BaseCat — базовый кот type BaseCat struct { name string } func (b *BaseCat) Meow() { fmt.Println(b.name, "просто говорит: 'Мяу!'") } // LoggingCatDecorator — декоратор, логирующий мяуканье type LoggingCatDecorator struct { cat SimpleCat } func (l *LoggingCatDecorator) Meow() { if l.cat == nil { fmt.Println("[LOGGING ERROR]: Нет кота для логирования!") return } fmt.Println("[LOGGING BEFORE]: Кот готовится к мяу.") l.cat.Meow() fmt.Println("[LOGGING AFTER]: Кот уже мяукнул.") } // NotifyingCatDecorator — декоратор, отправляющий уведомления type NotifyingCatDecorator struct { cat SimpleCat } func (n *NotifyingCatDecorator) Meow() { if n.cat == nil { fmt.Println("[NOTIFY ERROR]: Нет кота для уведомления!") return } fmt.Println("[NOTIFY]: Отправляем сообщение в Slack канал #cats") n.cat.Meow() } func main() { // Создаём базового кота cat := &BaseCat{name: "Котофей"} // Добавляем декоратор логирования loggedCat := &LoggingCatDecorator{cat: cat} // Добавляем декоратор уведомлений notifiedAndLoggedCat := &NotifyingCatDecorator{cat: loggedCat} // Обычный кот fmt.Println("=== Обычный кот ===") cat.Meow() // Кот с логированием fmt.Println("\n=== Кот с логированием ===") loggedCat.Meow() // Кот с логированием и уведомлением fmt.Println("\n=== Кот с логированием и уведомлением ===") notifiedAndLoggedCat.Meow() }В продакшне декоратор — классический способ расширить функционал без ломки существующего кода. Можно цеплять дополнительные фичи к чему угодно: расширять логирование, добавлять трейсинг, кэширование, всё что угодно. Тут кот просто мяукает, а мы сверху навешиваем логгер и отправку сообщения.
Заключение
Как видите, не важно, что у нас за доменная область: коты, собаки, сервисы аутентификации или раздатчики пиццы — паттерны универсальны. Главное, понять, где применить их грамотно, и помнить, что паттерн — это не панацея, а инструмент.
Хочу порекомендовать вам бесплатные вебинары курса «Архитектура и шаблоны проектирования»:
-
11.12. Создание микросервиса. Зарегистрироваться
-
18.12. Обработка исключений и SOLID. Зарегистрироваться
ссылка на оригинал статьи https://habr.com/ru/articles/864748/
Добавить комментарий