Yazılım esnasında tekrar eden sorunları çözmek için kullanılan ve tekrar kullanilabilir tipte kod yazılımını destekleyen bir ya da birden fazla sınıftan oluşmuş modül ve program parçalarına Tasarım Şablonu denir. Tasarım şablonları, programcılar tarafından edindikleri tecrübeler doğrultusunda oluşmuş kalıplardır. Bu kalıplar sorunu tanımlıyarak, çözümü için gerekli atılması gereken adımlari ihtiva ederler. Kullanıcı kalıbı, tanımlanmış sorunu çözmek için tekrar tekeri icat etmek zorunda kalmadan kullanabilir.
Tasarım şablonları aşağıda yeralan ortak özelliklere sahiptir:
Edinilen tecrübeler sonunda ortaya çıkmışlardır.
Tekerin tekrar icat edilmesini önlerler.
Tekrar kullanılabilir kalıplardır.
Ortak kullanılarak daha büyük problemlerin çözülmesine katkı sağlarlar.
Devamlı geliştirilerek, genel bir çözüm olmaları için çaba sarfedilir.
Program bakımı ve geliştirilmesi için ilk yazılım sürecinden daha çok enerji sarfedilir. Bu yüzden yazılım esnasında esnek bir yapının ve mimarinin oluşturulmasına dikkat edilmesi gerekmektedir. Esnek mimariler için değişik türde tasarım şablonları kullanılabilir. En basit ve uygulaması kolay bir tasarım şablonunun kullanılması, hiçbir tasarım şablonunun kullanılmamasından daha iyidir. İyi bir yazılım mühendisi olabilmek için tasarım şablonları ve kullanım alanları hakkında ihtisas yapmış olmak gerekmektedir.
Tasarım Şablonu Neden Kullanılır?
Her tasarım şablonunun belirli bir ismi vardır ve bu isim kullanıldığı zaman hangi tasarım şablonundan bahsedildiği hemen anlaşılır. Bu sebepten dolayı yazılım ekibinin kullanacağı ortak bir kelime hazinesi oluşur. Programcılar takım içinde tasarım şablonlarının isimlerini kullanarak, hangi sorunlar üzerinde çalıştıklarını kolaylıkla anlatabilirler. Bu durum ayrıca takım içinde tasarım şablonlarını tanımayan programcılar için duydukları tasarım şablonlarını öğrenmeye yönlendirecek bir motivasyon kaynağı oluşturur. Tasarım şablonlarının kullanılması konseptüel olarak bir üst seviyede çalışılmasını ve düşünülmesini sağlar. Nesneler seviyesinde sorunları çözmek her zaman kolay olmayabilir, lakin tasarım kalıpları seviyesinde düşünüldüğü zaman, problem çözüm işlemi kolaylaşır.
Tasarım Şablonu Kategorileri
Tasarım şablonları değişik kategorilere ayrılır. Bunlar:
Oluşturucu tasarım şablonları (creational patterns)
Yapısal tasarım şablonları (structual patterns)
Davranışsal tasarım şablonlar (behavioral patterns)
Oluşturucu
Yapısal
Davranışsal
– Abstract Factory (soyut fabrika)
– Builder (inşaatçi)
– Factory Method (fabrika)
– Prototype (prototip)
– Singleton (yanlızlık)
– Adapter
– Bridge (köprü)
– Facade (cephe)
– Decorator (dekotatör)
– Composite (kompozit)
– Flyweight (sinek siklet)
– Proxy (vekil)
– Command (komut)
– Memento (hatıra)
– Strategy (strateji)
– Iterator (tekrarlayıcı)
– State (durum)
– Chain Of Responsibility (sorumluluk zinciri)
– Mediator (aracı)
– Observer (gözlemci)
– Template Method (şablon metot)
– Visitor (ziyaretçi)
Bu tasarım şablonları yanısıra J2EE Patterns olarak bilinen tasarım şablonlarını inceliyecegiz.
J2EE
– MVC
– Data Access Object
– Front Controller
– Business Delegate
– Intercepting Filter
– Service Locator
Abstract Factory (Soyut Fabrika)
Aynı sınıf ailesine ait nesnelerin oluşturulmasında kullanılır. Kullanılan altsınıfları gizliyerek, tranparen olarak kullanılmalarını mümkün kılar.
Builder (İnşaatçi)
Kompleks yapıdakı bir nesneyi değişik parçaları bir araya getirerek oluşturmada kullanılır. Birden fazla adım içeren nesne üretim sürecinde, değişik parçalar birleştirilir ve istenilen tipte nesne oluşturulur.
Factory Method (Fabrika)
Yeni nesneler oluşturmak için kullanılır. Nesnenin hangi somut sınıftan olacağına alt sınıf implementasyonu belirler.
Prototype (Prototip)
Sistem içinde kullanılan bazı nesnelerin oluşturulmaları, büyük ve değişik kaynakların kullandıklarından dolayı zaman alıcı olabilir. Bu gibi nesneleri new operatörü ile yeniden oluşturmak yerine, Prototype tasarım şablonu kullanılarak mevcut bir nesneden klonlanabilir. Bu şekilde oluşan nesne bir prototiptir ve set metodları kullanılarak istenilen özelliklere göre yapılandırılabilir.
Singleton (Yanlızlık)
Bazı şartlar altında bir sınıftan sadece bir nesnenin oluşturulması ve oluşturulan bu nesnenin tüm sistemde kullanılmasi gerekebilir. Singleton tasarım şablonu kullanılarak, bir sınıftan sadece bir nesnenin oluşturulması sağlanabilir.
Adapter
Adapter tasarım şablonu yardımı ile, sistemde mevcut bulunan bir sınıfın sunduğu interface (sınıf metotları) başka bir sınıf tarafından kullanılabilir şekilde değiştirilir (adapte edilir). Bu adapter yardımı ile birbiriyle beraber çalışamıyacak durumda olan sınıflar, birlikte çalışabilir hale getirilir.
Bridge (Köprü)
Bridge tasarım şablonu, modelleme esnasında oluşan soyut oluşumlar ve bunların implementasyonunu ayırmak için kullanılır. Bu yöntem sayesinde sınıf hiyerarşileri daha esnek bir hale getirilebilir, çünkü üst sınıflar bünyelerinde barındırdıkaları soyut metodları bir interface sınıfına taşıyarak, alt sınıfların istedikleri bir implementasyonu kullanmalarına izin verirler.
Facade (Cephe)
Bir komponentin sunmuş olduğu hizmetten yararlanabilmek için, komponentin dış dünya için tanımlamış olduğu giriş/çıkış noktaları (input/output interface) kullanılır. Komponent sadece bu giriş/çıkış noktaları üzerinden dış dünya ile iletişim kurar ve iç dünyasını tamamen gizler. Bu komunikasyon noktaları genelde Facade tasarım şablonu kullanılarak programlanır.
Decorator (Dekoratör)
Mevcut bir sınıf hiyerarşisini ya da sınıfın yapısını değiştirmeden, oluşturulan nesnelere yeni özelliklerin eklenmesi işlemini gerçekleştirmek için decorator tasarım şablonu kullanılır.
Composite (Kompozit)
Composite tasarım şablonu, bir sistemin bütünü ve parçaları arasındaki ilişkileri modellemek için kullanılır. Sistemin bütününü oluşturan parçalar, kendi içlerinde alt parçalardan oluşabilir. Composite tasarım şablonu, kullanıcı sınıfın, sistem, sistemin parçaları ve alt parçalar arasında ayrım yapmadan nesneleri kullanmasına izin verir. Bu şekilde sistem yazılımı ve kullanımı daha sadeleştirilmis olur.
Flyweight (Sinek Siklet)
Flyweight tasarım şablonunu kullanılarak, kullanılan nesne adedi aşağıya çekilebilir.
Proxy (Vekil)
Bir nesnenin kullanımını kontrol etmek için Proxy tasarım şablonu ile, korunması gereken nesneye vekilen bir nesne oluşturulur.
Command (Komut)
Bir nesne üzerinde bir işleminin nasıl yapıldığını bilmediğimiz ya da kullanılmak istenen nesneyi tanımadığımız durumlarda, command tasarım şablonu ile yapılmak istenen işlemi bir nesneye dönüştürerek, alıcı nesne tarafından işlemin yerine getirilmesi sağliyabiliriz.
Memento (Hatıra)
Bir nesneyi, daha önce sahip olduğu bir duruma tekrar dönüştürebilmek için Memento tasarım şablonu kullanılır.
Strategy (Strateji)
Bir işlemi yerine getirmek için birden fazla yöntem (algoritma) mevcut olabilir. Yerine göre bir yöntem seçip, uygulamak için Strategy tasarım şablonu kullanılır. Her yöntem (algoritma) bir sınıf içinde implemente edilir.
Iterator (Tekrarlayıcı)
Iterator tasarım şablonu ile bir listede yeralan nesnelere sırayla, listenin yapısını ve çalışma tarzını bilmek zorunluluğu olmadan erişilir ve bu nesneler üzerinde işlem yapalır.
State (Durum)
State tasarım şablonu kullanarak, bir nesnenin davranışı, sahip olduğu değerler değiştiği zaman değiştirilebilir. Bu durumda sanki nesne sahip olduğu sınıfı değiştirmiş gibi olacaktır.
Chain Of Responsibility (Sorumluluk Zinciri)
Chain of responsibility sorumluluk zinciri anlamına gelmektedir. Sisteme gönderilen bir istediğin (komut) hangi nesne tarafından cevaplanması gerektiğini bilmediğimiz durumlarda ya da isteği yapan nesne ve servis sağlayan nesne arasında sıkı bir bağ oluşmasını engellememiz gerektiğinde Chain of Responsibility tasarım şablonu kullanılır. Bu tasarım şablonunda servis sağlayan ilgili tüm nesneler bir kolye üzerindeki boncuklar gibi birbirleriyle ilişkili hale getirilir. Bir nesne zincirdeki kendinden sonraki nesneyi tanır ve isteği kendi cevaplayamadığı durumda, kendinden sonraki nesneye iletir. Bu işlem, zincirde bulunan doğru servis saglayıcı nesneyi bulana kadar devam eder.
Mediator (Aracı)
Mediator tasarım şablonunu nesnelerin yönetimi ve aralarındaki komunikasyonun merkezi bir noktadan koordinasyonu için kullanılır. Bu nesneler arasındaki bağı azaltır ve sadece bir sınıfı komunikasyonu koordine etmekle sorumlu kılar.
Observer (Gözlemci)
Sistem bünyesinde, bir nesnede meydana gelen değişikliklerden haberdar olmak isteyen diğer nesneler olabilir. Bu durumda haberdar olmak isteyen nesneler abone olarak, abone oldukları nesnede meydana gelen değişikliklerden haberdar edilirler. Abone olan nesne aboneliğini iptal ederek, abone olduğu nesne ile arasındakı ilişkiyi sonlandırabilir.
Template Method (Şablon Metot)
Template method ile bir algoritma için gerekli işlemler soyut olarak tanımlanır. Alt sınıflar algoritma için gerekli bir yada birden fazla işlemi kendi bünyelerinde implemente ederek, kullanılan algoritmanın kendi istekleri doğrultusunda çalışmasını sağlıyabilirler.
Visitor (Ziyaretçi)
Visitor tasarım şablonu, bir sınıf hiyerarşisinde yeralan sınıflar üzerinde değişiklik yapmadan, bu sınıflara yeni metodların eklenmesini kolaylaştırır. İstenilen metod bir visitor sınıfında implemente edilir.
MVC
MVC (Model – View – Controller) kullanılarak değişik görevleri olan katmanlar oluşturmak mümkündür. MVC tasarım şablonu özellikle web frameworklerinde (Struts, Spring MVC..) sıkça kullanılan bir tasarım şablonudur.
DAO
Data access objects (DAO) tasarım şablonu ile, kullanılan veritabanına erişim ve veri depolama-edinme işlemi daha soyutlaştırılarak, diğer katmanların veritabanına olan bağımlılıkları azaltılır. DAO ile diğer katmanlar etkilenmeden veritabanı ve bilgibankası değiştirilebilir.
Front Controller
Front Controller tasarım şablonu ile sisteme yöneltilen tüm istekler (request) merkezi bir yerde toplanarak işlem görürler.
Business Delegate
Business Delegate tasarım şablonu ile, kompleks yapıda olabilecek işletme (business) katmanı ile gösterim (presentation) katmanı arasına, gösterim katmanı isteklerini işletme katmanına delege edecek BusinessDelegate isminde bir sınıf yerleştirilir. Bu sınıfın öncelikli görevi, işletme katmanında yeralan EJB komponentlerini lokalizasyonu için gerekli lookup işlemlerini gösterim katmanı için transparan hale getirmektir.
Intercepting Filter
Intercepting Filter tasarım şablonu ile, kullanıcının isteği işleme alınmadan önce filtreler kullanılarak süzgecten geçirilir.
Service Locator
Service Locator, işletme katmanında bulunan komponentlerin lokalizasyonu için kullanılır.