Software design: Lecture 31 - Sheraz Pervaiz

1

Software Design
Lecture : 31


2

Problem Statement of Singleton 
Example 


3

 In Chocolate manufacturing industry, there are computer controlled 
chocolate boilers. The job of boiler is to take in milk and chocolate, 
bring them to boil and then pass it on to the next phase of chocolate 
manufacturing process. We have to make sure that bad things don’t 
happen  like  filling  the  filled  boiler  or  boiling  empty  boiler  or 
draining  out  unboiled  mixture.  We  have  to  make  sure  that  there 
should be no simultaneous boiler activity taking place.


4

public class ChocolateBoiler {
private boolean empty;
private boolean boiled;

private static ChocolateBoiler uniqueins;
private  ChocolateBoiler()

{
empty=true;
boiled=false;
}


5

public static ChocolateBoiler getInstance()
{
if(uniqueins==null)
{
 new ChocolateBoiler();
public static ChocolateBoiler getInstance()
{
if(uniqueins==null)
{
 uniqueins=new ChocolateBoiler();
 getInstance().fill();
 getInstance().boil();
 getInstance().drain();
}
return uniqueins;
}


6

public void fill()
{

if(isempty())
{
empty=false;
empty=true;
}}
public void drain()
{
if(!isempty()&&isboiled())
{
empty=true;
}}


7

public void boil()
{
if(!isempty() && !isboiled())
{
boiled=true;
}}
public boolean isempty()
{
return empty;
}
public boolean isboiled()
{
return boiled;
}}

8

Problem With the Code
There  is  a  possibility  that  while    batch  of  milk 
and  chocolate  is  boiling,  filling  method  starts  to 
fill the boiler.
While one object is  calling the boiling method 
other object has called the fill method.
This is possible due to simultaneous access  of 
object


9

Solution 
The  problem  lies  with  simultaneous  threads 
executing  at  the  same  time  and  this  can  happen 
and this is what has happen

We  need  to  make  our  code  Thread  safe  i­e  we 
need to add code to handle multithreading


10

public static synchronized ChocolateBoiler getInstance()
{
if(uniqueins==null)
{

uniqueins=new ChocolateBoiler();
 getInstance().fill();
 getInstance().boil();
 getInstance().drain();
}
return uniqueins;
}


11

Practice Questions
Assuming  Database  is  not  providing  Referential 
Integrity  Constraints  support  i­e  Primary  key, 
foreign  key  and  Unique  key,  your  task  is  to 
design a database engine with your own built in 
Referential  integrity  rules  implementation  and 
you  need  that  only  one  database  connection  is 
maintained which an application should access. 


12

Prototype Design Pattern
 When we are trying to create objects that are expensive  
both  in  term  of  time  and  resource  like  remote  host 
connection;  then  concept  of  object  reusing  should  be 
used.

 We  reuse  already  instantiated  objects  what  have 

performed time­consuming instantiation process


13

Object Cloning
When we talk about object creation we can find 
a better way to have new objects: cloning

 If the cost of creating a new object is large and 
creation is resource intensive, we clone the 
object.


14

What is cloning in Java
 In  Java,  objects  are  manipulated  through  reference 
variables,  and  there  is  no  operator  for copying an  object
—the  assignment  operator  duplicates  the  reference,  not 
the object.

 clone() is 

a method in 

the Java 

programming 

language for object duplication.

 Clone method  available in base class Object


15

Clone Method
One 

disadvantage 

with 

the 

design 

of 

the clone() method  is  that  the  return  type 
of clone() is Object,  and  needs  to  be  explicitly 
cast back into the appropriate type.