php设计模式(六)：单例模式（Singleton）

单例模式

生成器模式又称为：单件模式、Singleton。单例模式是一种创建型设计模式，让你能够保证一个类只有一个实例，并提供一个访问该实例的全局节点。

问题

单例问题

在应用场景中，某类只要求生成一个对象的时候，如一个班中的班长、每个人的身份证号等。
当对象需要被共享的场合。由于单例模式只允许创建一个对象，共享该对象可以节省内存，并加快对象访问速度。如 Web 中的配置对象、数据库的连接池等。
当某类需要频繁实例化，而创建的对象又频繁被销毁的时候，如多线程的线程池、网络连接池等。

结构

4私1公
私有化构造方法：防止使用 new 创建多个实例
私有化克隆方法：防止 clone 多个实例
私有化重建方法：防止反序列化
私有化静态属性：防止直接访问存储实例的属性

代码示例

单例类

// Singleton.php
class Singleton
{
    /**
     * 静态成品变量 保存全局实例
     */
    private static $instance = NULL;

    /**
     * 私有化默认构造方法，保证外界无法直接实例化
     */
    private function __construct()
    {

    }

    /**
     * 私有化防止用户克隆实例
     * @return void
     */
    private function __clone()
    {

    }

    /**
     * 私有化防止反序列化
     */
    private function __wakeup()
    {

    }

    /**
     * 静态工厂方法，返还此类的唯一实例
     * @return object
     */
    public static function getInstance()
    {
        if (is_null(self::$instance)) {
            return new Singleton();
        }
        return self::$instance;
    }


    /**
     * 测试用方法
     */
    public function test()
    {
        echo 'Singleton Test!';
    }
}

客户端类

// Clinet.php
$instance = Singleton::getInstance();
$instance->test();
var_dump($instance);
// 多次实例都指向同一个类
$newInstance = Singleton::getInstance();
$newInstance->test();
var_dump($newInstance);

PHP中不支持饿汉式的单例模式。【饿汉：静态初始化时就将自己实例化；懒汉：第一次引用时，才会将自己实例化；】

UML

单例模式

代码

单例模式代码

优缺点

优点

可以保证一个类只有一个实例。
获得了一个指向该实例的全局访问节点。
在首次请求单例对象时对其进行初始化。

缺点

违反了单一职责原则。该模式同时解决了两个问题。
单例模式可能掩盖不良设计，比如程序各组件之间相互了解过多等。
该模式在多线程环境下需要进行特殊处理，避免多个线程多次创建单例对象。
单例的客户端代码单元测试可能会比较困难，因为许多测试框架以基于继承的方式创建模拟对象。由于单例类的构造函数是私有的，而且绝大部分语言无法重写静态方法，所以你需要想出仔细考虑模拟单例的方法。要么干脆不编写测试代码，或者不使用单例模式。