PHP单例模式
设计模式是对软件开发中常见问题的经过良好测试的解决方案。
让我们使用逐步解决问题的方法来实现PHP中最常见的单例模式。
需求场景
在PHP开发(尤其是使用MVC框架)中，我们经常需要include/require一个DB类、一个Upload类或一个Cookie类，如下所示:
<?php require 'DB.class.php'; require 'Upload.class.php'; require 'Cookie.class.php';
但是我们需要确保只有一个DB类或者Cookie类的实例，因为一个实例就足够了，而更多的实例就有问题了。这时单例模式就出现了。
简单地说，单例模式意思是如果一个程序员已经实例化了某个类的一个对象，那么另一个程序员就不能实例化第二个对象。
实现
创建一个通用类
创建了一个名为Singleton的类，就可以实例化任意数量的对象。这里我们创建两个Singleton类对象:
class Singleton {
}
$s1 = new Singleton();
$s2 = new Singleton();
$s1和$s2 是两个不同的对象。
我们可以通过使用一个简单的if()语句来判断:
class Singleton {
}
$s1 = new Singleton();
$s2 = new Singleton();
if ($s1 === $s2) {
echo 's1和s2是同一个对象';
} else {
echo 's1和s2不是同一个对象';
}
禁止new对象操作
对象是由类的构造函数创建的。假如我们把构造函数设置为protected，隐藏在类本身中，这样外部就不能使用它了，但是出现新问题，第一个对象也不能创建了：
class Singleton2 {
protected function __construct() {
}
}
$s3 = new Singleton2();
//Fatal error: Call to protected Singleton2::__construct() from invalid context
创建一个方法用于在内部创建对象
为了让类用户创建一个对象，我们需要留下一个对象创建“接口”，所以我们添加了一个名为getIns()的新方法，它是公共的(对外开放)和静态的(所以可以使用类名来调用它):
class Singleton3 {
public static function getIns() {
return new self();
}
protected function __construct() {
}
}
我们在类中创建一个方法。在getIns()中，我们创建类本身的一个对象，然后将它返回。现在我们再次测试:
class Singleton3 {
public static function getIns() {
return new self();
}
protected function __construct() {
}
}
$s4 = Singleton3::getIns();
$s5 = Singleton3::getIns();
if ($s4 === $s5) {
echo 's4 和 s5是同一个对象';
} else {
echo 's4 和 s5不是同一个对象';
}
结果还是s4 和 s5不是同一个对象
为什么?因为Singleton3::getIns()被调用两次，因此创建了两个对象。
修改getIns()方法
class Singleton4 {
protected static $ins = NULL;
public static function getIns() {
if (self::$ins === null) {
self::$ins = new self();
}
return self::$ins;
}
protected function __construct() {
}
}
$s6 = Singleton4::getIns();
$s7 = Singleton4::getIns();
if ($s6 === $s7) {
echo 's6 and s7 are the same object';
} else {
echo 's6 and s7 are NOT the same object';
}
结果 s6 and s7 are the same object
可以看到，现在我们将类的实例存储在名为$ins的受保护的属性中。然后，当调用getIns()时，我们进行检查:如果$ins为空，那么我们实例化一个类对象。最后，返回self::$ins。
现在这个类现在只有一个实例。
新问题，如果有另一个类叫Multi，它继承了我们原来的类:
class Singleton4 {
protected static $ins = NULL;
public static function getIns() {
if (self::$ins === null) {
self::$ins = new self();
}
return self::$ins;
}
protected function __construct() {
}
}
class Multi extends Singleton4 {
public function __construct() {
}
}
$s6 = Singleton4::getIns();
$s7 = Singleton4::getIns();
if ($s6 === $s7) {
echo 's6 and s7 are the same object';
} else {
echo 's6 and s7 are NOT the same object';
}
echo '<br>';
$s8 = new Multi();
$s9 = new Multi();
if ($s8 === $s9) {
echo 's8 and s9 are the same object';
} else {
echo 's8 and s9 are NOT the same object';
}
在这个子类中，父构造函数的可见性变为public:
s6 and s7 are the same object s8 and s9 are NOT the same object
原因是这行代码 public function __construct() {}破坏了可见性。
所以我们需要防止子类改变父类构造函数的可见性。
防止子类重写父类构造函数
在父构造函数前面添加关键字final:
class Singleton5 {
protected static $ins = NULL;
public static function getIns() {
if (self::$ins === null) {
self::$ins = new self();
}
return self::$ins;
}
// 添加final，所以这个方法不能被覆盖!
final protected function __construct() {
}
}
新问题，如果类的使用者使用clone方法：
class Singleton5 {
protected static $ins = NULL;
public static function getIns() {
if (self::$ins === null) {
self::$ins = new self();
}
return self::$ins;
}
// 添加final，所以这个方法不能被覆盖!
final protected function __construct() {
}
}
$s10 = Singleton5::getIns();
$s11 = clone $s10; // s11 克隆 s10, 新的对象创建了
if ($s10 === $s11) {
echo 's10 and s11 are the same object';
} else {
echo 's10 and s11 are NOT the same object';
}
结果 s10 and s11 are NOT the same object又有了多个实例
禁止使用_clone()魔术函数
class Singleton6 {
protected static $ins = NULL;
public static function getIns() {
if (self::$ins === null) {
self::$ins = new self();
}
return self::$ins;
}
// 添加final，所以这个方法不能被覆盖!
final protected function __construct() {
}
// 禁止克隆
final protected function __clone(){
}
}
$s10 = Singleton6::getIns();
$s11 = clone $s10; // Fatal error: Call to protected Singleton6::__clone()
这就是我们最后完成了单例模式!
