Javaエンジニアが知っておくべき設計パターン5選｜現場で“使える”基本パターンとは？

Javaで開発していると、「あの設計どうやって実装しよう？」と悩むことがありますよね。そんなときに役立つのが設計パターン。再利用性・拡張性・保守性を高める知恵の結晶です。
この記事では、現場で本当に使われている設計パターン5選を厳選し、Javaでの実装例とともに紹介します。

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設計パターンとは？簡単なおさらい

設計パターンとは、「よくある設計の課題」に対して「再利用可能な解決策」を提供する方法論です。
GoF（Gang of Four）によって紹介された23個の基本パターンが有名ですが、すべてを覚える必要はありません。

この記事では、「実務で使えるか」という観点で5つに絞って紹介します。

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1. Singletonパターン（生成に関するパターン）

特徴

• 目的：インスタンスを1つだけ生成し、それを使い回す
• ユースケース：設定クラス、DB接続管理など

Java実装例

public class ConfigManager {
    private static ConfigManager instance = new ConfigManager();

    private ConfigManager() {
        // privateコンストラクタで外部からのnew禁止
    }

    public static ConfigManager getInstance() {
        return instance;
    }

    public void loadConfig() {
        System.out.println("設定読み込み中...");
    }
}

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2. Factory Methodパターン（生成に関するパターン）

特徴

• 目的：オブジェクトの生成処理をサブクラスに委譲
• ユースケース：プラグインの切り替え、IFの実装差分に応じた生成

Java実装例

interface Animal {
    void speak();
}

class Dog implements Animal {
    public void speak() {
        System.out.println("ワンワン");
    }
}

class Cat implements Animal {
    public void speak() {
        System.out.println("ニャー");
    }
}

class AnimalFactory {
    public static Animal createAnimal(String type) {
        if (type.equals("dog")) return new Dog();
        if (type.equals("cat")) return new Cat();
        throw new IllegalArgumentException("不明なタイプ");
    }
}

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3. Strategyパターン（振る舞いに関するパターン）

特徴

• 目的：アルゴリズムの切り替えを柔軟にする
• ユースケース：ソート方法や料金計算の切り替えなど

Java実装例

interface PaymentStrategy {
    void pay(int amount);
}

class CreditCardPayment implements PaymentStrategy {
    public void pay(int amount) {
        System.out.println("クレジットカードで" + amount + "円支払いました");
    }
}

class PayContext {
    private PaymentStrategy strategy;

    public PayContext(PaymentStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public void executePayment(int amount) {
        strategy.pay(amount);
    }
}

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4. Observerパターン（振る舞いに関するパターン）

特徴

• 目的：状態の変化を他のオブジェクトに通知
• ユースケース：イベント通知、UI更新、Pub/Subシステムなど

Java実装例

interface Observer {
    void update(String message);
}

class EmailNotifier implements Observer {
    public void update(String message) {
        System.out.println("メール通知: " + message);
    }
}

class Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();

    public void addObserver(Observer o) {
        observers.add(o);
    }

    public void notifyAllObservers(String msg) {
        for (Observer o : observers) {
            o.update(msg);
        }
    }
}

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5. Decoratorパターン（構造に関するパターン）

特徴

• 目的：元の機能に追加機能を「動的に」付加する
• ユースケース：ログ付加、バリデーション追加など

Java実装例

interface Printer {
    void print();
}

class BasicPrinter implements Printer {
    public void print() {
        System.out.println("基本印刷");
    }
}

class TimestampDecorator implements Printer {
    private Printer printer;

    public TimestampDecorator(Printer printer) {
        this.printer = printer;
    }

    public void print() {
        System.out.println("印刷日時: " + new Date());
        printer.print();
    }
}

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まとめ：設計パターンは「知っておくこと」自体が武器になる

今回紹介した5つのパターンは、いずれも実務でよく出てきます：

パターン名	用途
Singleton	設定管理、接続管理など
Factory Method	実装の切り替え、柔軟な生成
Strategy	アルゴリズムや処理手順の差し替え
Observer	イベント連携、通知処理
Decorator	既存機能に動的な追加処理

設計パターンを学ぶことで、「なぜこの設計なのか」を説明できるエンジニアになれます。
まずは自分のコードで一つずつ試してみるところから始めてみましょう！

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