
No desenvolvimento de software, a busca por soluções eficientes e reutilizáveis é constante.
Um dos conceitos fundamentais que auxiliam na criação de código mais robusto e flexível é o uso de Design Patterns, ou Padrões de Projeto.
Esses padrões são soluções previamente testadas e comprovadas para problemas comuns que surgem durante o desenvolvimento de software.
Eles oferecem uma maneira organizada e consistente de estruturar o código, facilitando a manutenção, a escalabilidade e a legibilidade.
Vamos conhecer os Design Patterns em Java mais utilizados, entender como e quando aplicá-los, e explorar os benefícios que cada um oferece para o desenvolvimento de software.
Sumário do Artigo
O que são Design Patterns?
Antes de mergulharmos nos padrões ou Design Patterns em Java mais utilizados, é importante entender o que são Design Patterns.
Já temos alguns conteúdos no site sobre Design Patterns em Java, além de outras linguagens, abordando conceitos e alguns dos mais poderosos, como Builder, Decorator, entre outros.
Neste post, também definiremos o conceito, mas fica a dica para uma leitura futura caso você queira se aprofundar ainda mais no tema.
Em termos simples, um Design Pattern é uma solução reutilizável para um problema recorrente em um determinado contexto de desenvolvimento de software.
Eles não são pedaços de código prontos para copiar e colar, mas sim um guia ou uma base para resolver problemas de design de maneira eficiente.
Os Design Patterns foram popularizados pelo famoso livro “Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software“, escrito por Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson e John Vlissides, também conhecidos como a “Gang of Four” (GoF).
Este livro catalogou 23 padrões de projeto que podem ser aplicados em diferentes situações de design de software orientado a objetos.
Classificação dos Design Patterns
Os Design Patterns são geralmente classificados em três categorias principais:
- Padrões Criacionais: Dizem respeito à criação de objetos, ajudando a tornar o sistema independente de como seus objetos são criados, compostos e representados. Exemplos incluem Singleton, Factory Method e Abstract Factory.
- Padrões Estruturais: Lidam com a composição de classes e objetos, ajudando a garantir que, quando diferentes partes de um sistema são combinadas, elas funcionem juntas de maneira eficiente e escalável. Exemplos incluem Adapter, Composite e Decorator.
- Padrões Comportamentais: Dizem respeito à comunicação entre objetos e à forma como eles interagem e distribuem responsabilidades. Exemplos incluem Observer, Strategy e Command.
Confira também:
Design Patterns em Java mais Utilizados
Agora que entendemos o que são os Design Patterns e como eles são classificados, vamos explorar os padrões ou Design Patterns em Java mais utilizados.
Esses padrões foram escolhidos por sua relevância e por serem amplamente aplicados em diversos contextos de desenvolvimento.
1. Singleton
O Singleton é um dos padrões mais conhecidos e utilizados em Java.
Ele garante que uma classe tenha apenas uma instância, e fornece um ponto global de acesso a essa instância.
Esse padrão é particularmente útil em situações onde é necessário controlar o acesso a um recurso compartilhado, como um banco de dados ou uma configuração de sistema.
Exemplo de Uso:
public class DatabaseConnection {
private static DatabaseConnection instance;
private DatabaseConnection() {
// Construtor privado
}
public static DatabaseConnection getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new DatabaseConnection();
}
return instance;
}
}
Neste exemplo, a classe DatabaseConnection
segue o padrão Singleton, garantindo que apenas uma instância dela seja criada.
Benefícios:
- Controle de acesso a recursos compartilhados.
- Redução do consumo de memória.
- Evita problemas de concorrência.
2. Factory Method
O Factory Method é um padrão criacional que fornece uma interface para criar objetos em uma superclasse, mas permite que subclasses alterem o tipo de objetos que serão criados.
Este padrão é útil quando o sistema precisa escolher ou gerar diferentes tipos de objetos de maneira dinâmica.
Exemplo de Uso:
public abstract class Dialog {
public void render() {
Button okButton = createButton();
okButton.render();
}
protected abstract Button createButton();
}
public class WindowsDialog extends Dialog {
@Override
protected Button createButton() {
return new WindowsButton();
}
}
public class HtmlDialog extends Dialog {
@Override
protected Button createButton() {
return new HtmlButton();
}
}
Aqui, o método createButton()
é implementado pelas subclasses WindowsDialog
e HtmlDialog
, permitindo a criação de botões específicos para cada contexto.
Benefícios:
- Flexibilidade na criação de objetos.
- Código mais modular e de fácil manutenção.
- Facilita a adição de novos tipos de objetos.
3. Observer
O padrão Observer é um padrão comportamental que define uma dependência um-para-muitos entre objetos, de modo que quando um objeto muda de estado, todos os seus dependentes são notificados e atualizados automaticamente.
Esse padrão é amplamente utilizado em sistemas de eventos e interfaces gráficas.
Exemplo de Uso:
public interface Observer {
void update(String message);
}
public class EmailNotifier implements Observer {
@Override
public void update(String message) {
System.out.println("Enviando notificação por email: " + message);
}
}
public class SmsNotifier implements Observer {
@Override
public void update(String message) {
System.out.println("Enviando notificação por SMS: " + message);
}
}
public class NotificationService {
private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
public void addObserver(Observer observer) {
observers.add(observer);
}
public void notifyObservers(String message) {
for (Observer observer : observers) {
observer.update(message);
}
}
}
Neste exemplo, o NotificationService
notifica todos os observadores (neste caso, EmailNotifier
e SmsNotifier
) sempre que há uma nova mensagem.
Benefícios:
- Desacoplamento entre os objetos que enviam e os que recebem notificações.
- Facilidade em adicionar novos observadores sem modificar o código existente.
- Adequado para sistemas de eventos e interfaces reativas.
4. Strategy: Design Patterns em Java
O padrão Strategy define uma família de algoritmos, encapsula cada um deles e os torna intercambiáveis.
O Strategy permite que o algoritmo mude independentemente dos clientes que o utilizam.
Este padrão é útil em cenários onde múltiplas abordagens são possíveis para a resolução de um problema, e o cliente deve escolher a abordagem mais adequada.
Exemplo de Uso:
public interface PaymentStrategy {
void pay(int amount);
}
public class CreditCardPayment implements PaymentStrategy {
@Override
public void pay(int amount) {
System.out.println("Pagamento de " + amount + " realizado com cartão de crédito.");
}
}
public class PaypalPayment implements PaymentStrategy {
@Override
public void pay(int amount) {
System.out.println("Pagamento de " + amount + " realizado com PayPal.");
}
}
public class ShoppingCart {
private PaymentStrategy paymentStrategy;
public void setPaymentStrategy(PaymentStrategy paymentStrategy) {
this.paymentStrategy = paymentStrategy;
}
public void checkout(int amount) {
paymentStrategy.pay(amount);
}
}
Neste exemplo, o ShoppingCart
pode utilizar diferentes estratégias de pagamento (CreditCardPayment
, PaypalPayment
), dependendo da escolha do usuário.
Benefícios:
- Flexibilidade para alterar o comportamento de um objeto em tempo de execução.
- Facilita a manutenção e expansão do código.
- Promove o princípio de código aberto/fechado (Open/Closed Principle).
Conclusão: Design Patterns em Java
O uso de Design Patterns é uma prática essencial no desenvolvimento de software, especialmente em Java, onde a modularidade e a reutilização de código são altamente valorizadas.
Os padrões apresentados neste post — Singleton, Factory Method, Observer e Strategy — são amplamente utilizados e oferecem soluções robustas para problemas comuns no desenvolvimento de software.
Implementar esses padrões no dia a dia do desenvolvimento não apenas melhora a qualidade do código, mas também facilita a colaboração em equipe e a manutenção a longo prazo.
Entender quando e como aplicar cada um desses padrões é uma habilidade valiosa para qualquer desenvolvedor, e investir tempo em aprender e dominar esses conceitos pode trazer grandes benefícios para sua carreira e para os projetos em que você trabalha.
À medida que você se familiariza com esses padrões, considere explorar outros Design Patterns e como eles podem ser aplicados em diferentes cenários.
Com o tempo, você será capaz de identificar rapidamente qual padrão se encaixa melhor em cada situação, tornando seu código mais limpo, eficiente e preparado para o futuro.
Se você tiver alguma dúvida ou sugestão, sinta-se à vontade para deixar um comentário abaixo.
Continue acompanhando o blog Skills Tecnológicas para mais dicas e informações sobre tecnologia.