PHP設計模式之單例模式

單例模式絕對是在常用以及面試常問設計模式中排名首位的。一方面它夠簡單，三言兩語就能說明白。另一方面，它又夠複雜，它的實作不僅僅隻有一種形式，而且在Java等異步語言中還要考慮多線程加鎖的問題。是以在面試時，千萬不要以為面試官出單例模式的問題就放松了，這個模式真的是可深可淺，也極其能展現一個開發者的水準。因為隻要工作過一段時間，不可避免的就會接觸到這個模式。

Gof類圖及解釋

GoF定義：保證一個類僅有一個執行個體，并提供一個通路它的全局通路點。

GoF類圖

代碼實作

class Singleton
{
    private static $uniqueInstance;
    private $singletonData = '單例類内部資料';

    private function __construct()
    {
        // 構造方法私有化，外部不能直接執行個體化這個類
    }

    public static function GetInstance()
    {
        if (self::$uniqueInstance == null) {
            self::$uniqueInstance = new Singleton();
        }
        return self::$uniqueInstance;
    }

    public function SingletonOperation(){
        $this->singletonData = '修改單例類内部資料';
    }

    public function GetSigletonData()
    {
        return $this->singletonData;
    }

}      

沒錯，核心就是這樣一個單例類，沒别的了。讓靜态變量儲存執行個體化後的自己。當需要這個對象的時候，調用GetInstance()方法獲得全局唯一的一個對象。

$singletonA = Singleton::GetInstance();
echo $singletonA->GetSigletonData(), PHP_EOL;

$singletonB = Singleton::GetInstance();

if ($singletonA === $singletonB) {
    echo '相同的對象', PHP_EOL;
}
$singletonA->SingletonOperation(); // 這裡修改的是A
echo $singletonB->GetSigletonData(), PHP_EOL;      

用戶端的調用，我們會發現$singletonA和$singletonB是完全一樣的對象。

• 沒錯，從代碼中就可以看出，單例最大的用途就是讓我們的對象全局唯一。
• 那麼全局唯一有什麼好處呢？有些類的建立開銷很大，而且并不需要我們每次都使用新的對象，完全可以一個對象進行複用，它們并沒有需要變化的屬性或狀态，隻是提供一些公共服務。比如資料庫操作類、網絡請求類、日志操作類、配置管理服務等等
• 曾經有過面試官問過，單例在PHP中到底是不是唯一的？如果在一個程序下，也就是一個fpm下，當然是唯一的。nginx同步拉起的多個fpm中那肯定就不是唯一的啦。一個程序一個嘛！
• 單例模式的優點：對唯一執行個體的受控通路；縮小命名空間；允許對操作和表示的精化；允許可變數目的執行個體；比類操作更靈活。
• Laravel中在IoC容器部分使用了單例模式。關于容器部分的内容我們會在将來的Laravel系列文章中講解。我們可以在Illuminate\Container\Container類中找到singleton方法。它調用了bind方法中的getClosure方法。繼續追蹤會發現他們最終會調用Container的make或build方法來進行執行個體化類，不管是make還是build方法，他們都會有單例的判斷，也就是判斷類是否被執行個體化過或者在容器中已存在。build中的if (!$reflector->isInstantiable())。

公司越來越大，但我們的全部公司的花名冊都隻有一份（單例類），儲存在我們的OA系統中。怕的就是各個部門擁有各自己的花名冊後會産生混亂，比如更新不及時漏掉了其他部門新入職或者離職的員工。其他部門在需要的時候，可以去檢視全部的花名冊，也可以在全部花名冊的基礎上建立修改自己部門的部分。但是在OA系統中，其實他們修改的還是那一份總的花名冊中的内容，大家維護的其實都是儲存在OA系統伺服器中的那唯一一份真實的花名冊

完整代碼：https://github.com/zhangyue0503/designpatterns-php/blob/master/21.singleton/source/singleton.php

執行個體

既然上面說過資料庫操作類和網絡請求類都很喜歡用單例模式，那麼我們就來實作一個Http請求類的單例模式的開發。記得在很早前做Android的時候，還沒有現在這麼多的架構，Http請求都是自己封裝的，網上的教程中大部分也都是采取的單例模式。

緩存類圖

<?php 

class HttpService{
    private static $instance;

    public function GetInstance(){
        if(self::$instance == NULL){
            self::$instance = new HttpService();
        }
        return self::$instance;
    }

    public function Post(){
        echo '發送Post請求', PHP_EOL;
    }

    public function Get(){
        echo '發送Get請求', PHP_EOL;
    }
}

$httpA = new HttpService();
$httpA->Post();
$httpA->Get();

$httpB = new HttpService();
$httpB->Post();
$httpB->Get();

var_dump($httpA == $httpB);      

• 是不是依然很簡單，這裡就不多說這種形式的單例了，我們說說另外幾種形式的單例
• 在Java等靜态語言中，靜态變量可以直接new對象，在聲明$instance的時候直接給他指派，比如 private static $instance = new HttpService();。這樣可以省略掉GetInstance()方法，但是這個靜态變量不管用不用都會直接執行個體化出來占用記憶體。這種單例就叫做餓漢式單例模式。
• 我們的代碼和例子很明顯不是餓漢式的，這種形式叫做懶漢式。你要主動的來用GetInstance()擷取，我才會建立對象。
• 懶漢式在多線程的應用中，如java多線程或者PHP中使用swoole之後，會出現重複建立的問題，而且這多次建立的都不是同一個對象了。這時一般會使用雙重檢測來來確定全局還是隻有唯一的一個對象。具體代碼大家可以去自己找一下。餓漢式不會有問題，餓漢式本身就已經給靜态屬性指派了，不會再改變。具體可以參考靜态類相關文章(公衆号内查詢《PHP中的static》或掘金
• 還有一種方式是靜态内部類的建立方式。這種平常就不多見了，它的資源使用率高。将靜态變量放在方法内，使靜态變量成為方法内的變量而不是類中的變量。它可以讓單例對象調用自身的靜态方法和屬性。