PHP设计模式----单例模式（singleton）

时间：2022-12-11 12:14:29

提出问题：
为什么使用单例模式？

对于系统中的某些类来说，只有一个实例很重要，例如，1、一个系统中可以存在多个打印任务，但是只能有一个正在工作的任务；2、在Windows中就只能打开一个任务管理器。如果不使用机制对窗口对象进行唯一化，将弹出多个窗口，如果这些窗口显示的内容完全一致，则是重复对象，浪费内存资源；如果这些窗口显示的内容不一致，则意味着在某一瞬间系统有多个状态，与实际不符，也会给用户带来误解，不知道哪一个才是真实的状态，因此任务窗口必须唯一；3、我们在链接数据库的时候，在整个系统中，即使我们已经封装好一个对数据库的链接的类，但是如果有好多地方都要进行数据库的链接和操作，分别实例化这个类，那么将会产生大量的数据操作，每次都要new操作，但是每次new都会消耗大量的内存资源和系统资源，而且每次打开和关闭数据库连接都 是对数据库的一种极大考验和浪费。

因此，单例模式将是一个很好的解决方法。

单例模式有以下3个特点：

1．某个确定的类只能有一个实例。

2．必须自行创建这个实例。

3．必须给其他对象（整个系统）提供这一实例。

那么为什么要使用PHP单例模式？

PHP一个主要应用场合就是应用程序与数据库打交道的场景，在一个应用中会存在大量的数据库操作，针对数据库句柄连接数据库的行为，使用单例模式可以避免大量的new操作。因为每一次new操作都会消耗系统和内存的资源。

如下代码：

<?php  
class MysqlConn 
{  
// MYSQL数据库连接信息 
const MYSQLHOSTNAME = "127.0.0.1";  
const MYSQLUSERNAME = "root";  
const MYSQLPASSWORD = "123456";  
const MYSQLDBNAME = "test";  
const MYSQLCHARSET = "utf8";  

/** 
 * Description：mysql数据库连接函数 
 * Return value：连接成功返回数据库连接句柄；连接失败返回错误消息 
 */  
public function MysqlConnect() 
 {  
$db = new mysqli(self::MYSQLHOSTNAME, self::MYSQLUSERNAEM, self::MYSQLPASSWORD, self::MYSQLDBNAME); // 连接数据库 
$db->set_charset(self::MYSQLCHARSET);  
if (mysqli_connect_errno())  
        {  
throw new CircleMysqlException("服务器系统故障", 1001);  
        }  
else  
        {  
return $db;  
        }  
    }  
}
?>

缺陷：
每次数据库连接都要new这个类，然后调用mysqlconnect方法，返回close掉，频繁的new和数据库连接关闭操作是非常消耗资源的

改进：
每次应该直接返回当前应用中已经打开的数据库连接句柄,如果关闭了，再重新打开。

这里使用单例模式如下：

<?php  
class Singleton  
{  
/** 
 * Description:（1）静态变量，保存全局实例，跟类绑定，跟对象无关 
 * （2）私有属性，为了避免类外直接调用 类名::$instance，防止为空 
 */  
private static $instance;  

/** 
 * Description:数据库连接句柄 
 */  
private $db;  //可由前面的类获取得到或者整合进来

/** 
 * Description:私有化构造函数，防止外界实例化对象(如果外界能实例化，那么也会产生大量的数据库操作) 
 */  
private function __construct()  
    {  
    }  

/** 
 * Description:私有化克隆函数，防止外界克隆对象 
 */  
private function __clone()  
    {  
    }  

/** 
 * Description:静态方法，单例访问统一入口 
 * @return Singleton：返回应用中的唯一对象实例 
 */  
public static function GetInstance()  
    {  
if (!(self::$instance instanceof self))  
        {  
            self::$instance = new self();  
        }  
return self::$instance;  
    }  

/** 
 * Description:获取数据库的私有方法的连接句柄 
 */  
public function GetDbConnect()  
    {  
return $this->db;  
    }  
}
  • 需要一个保存类的唯一实例的静态成员变量（通常$instance为私有变量）
  • 构造函数和克隆函数必须声明为私有的，为了防止外部程序new类从而失去单例模式意义
  • 必须提供一个访问这个实例的公共静态方法，从而返回唯一实例的一个引用

以上内容参考自http://www.cnblogs.com/lh460795/archive/2013/07/30/3225650.html

再举一个例子：
假设现在我们需要一个类用来保存应用程序的程序信息，比如作者，电话号码，地址等，这些信息在你每次部署程序时都会有所不同。该对象也可被用作一个“公告板”，它是系统中的其他无关对象设置和获取消息的中心。比如A这个对象负责设置作者，B这个对象负责设置地址，C这个对象可能要得到该应用程序的作者和电话号码。
那么问题来了，假如这个类，明确是这个对象，如果对于A、B、C、不是唯一的，即它们操作的对象不一样，那就会出现作者不唯一，电话号码不唯一，C获取到的信息是空白的。因此这里我们就要用到单例模式了：

<?php
class Singleton{
private $props = array();//用来保存作者，电话号码，地址等

private static $instance;//该类的实例，私有防止被外界使用

private function __construct(){ }//构造函数私有，防止在外部被实例化

private function __clone(){ }//防止被克隆产生相同的对象

public static function getInstance(){

if(!self::$instance instanceof self){

self::$instance = new self();

        }

return self::$instance;
    }

//设置对象属性
public function setProperty($key,$val){

$this->props[$key] = $val;

    }

//获取对象属性
public function getProperty($key){

return $this->props[$key];

    }
}

好了，现在我们使用一下这个类是否满足我们的需求

$pref = Singleton::getInstance();

$pref->setProperty('name','LSGO实验室');

unset($pref);//销毁引用

$pref2 = Singleton::getInstance();

echo $pref2 = getProperty('name');

//最终返回LSGO实验室，而不是空白，证明$pref和$pref2操作的是同一个对象

单例模式就介绍完了，其实一开始我想，假如我用一个全局变量来保存这个特定的对象，然后在任意的一个无关对象里面也能实现这些功能啊，但是，全局变量是不安全的，你能保证在其他地方不会存在同名的全局变量把该变量覆盖了？？在面向对象的开发环境中，单例模式是一种对于全局变量的改进。

后半部分参考自《深入PHP面向对象、模式与实践》一书和LSGO团队老大给我的讲解
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