单例模式
来源:互联网 发布:人工智能男主角长残了 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 14:08
原文地址:http://www.awaimai.com/patterns/singleton
单例模式,正如其名,允许我们创建一个而且只能创建一个对象的类。
这在整个系统的协同工作中非常有用,特别明确了只需一个类对象的时候。
那么,为什么要实现这么奇怪的类,只实例化一次?
在很多场景下会用到,如:配置类、Session类、Database类、Cache类、File类等等。
这些只需要实例化一次,就可以在应用全局中使用。
本文我们以数据库类为例。
1 问题
如果没有使用单例模式,会有什么样的问题?
如下是一个简单的数据库连接类,它没有使用单例模式。
class Database{ public $db = null; public function __construct($config = array()) { $dsn = sprintf('mysql:host=%s;dbname=%s', $config['db_host'], $config['db_name']); $this->db = new PDO($dsn, $config['db_user'], $config['db_pass']); }}
然后创建3个对象:
$config = array( 'db_name' => 'test', 'db_host' => 'localhost', 'db_user' => 'root', 'db_pass' => 'root');$db1 = new Database($config);var_dump($db1);$db2 = new Database($config);var_dump($db2);$db3 = new Database($config);var_dump($db3);
这种情况下,每当我们创建一个这个类的实例,就会新增一个到数据库的连接。
开发者每在一个地方实例化一次这个类,就会在那里多一个数据库连接。
不知不觉中,开发者就犯了个错误,给数据库和服务器性能带来巨大的影响。
上面的代码输入如下:
object(Database)[1] public 'db' => object(PDO)[2]object(Database)[3] public 'db' => object(PDO)[4]object(Database)[5] public 'db' => object(PDO)[6]
每个对象都分配一个新的资源ID,都是新的引用,它们占用3个的内存空间。
如果有100个对象创建,就会占用内存中100块不同的空间,而其余99块并非是必须的。
2 解决
开发者怎样使用基础框架,如何数据库连接,这很难控制。
如果在代码评审阶段再找出问题,又会浪费大量的人力物力。
要解决这样的问题,我们可以控制住基类,在源头上限制这个类,使其无法生成多个对象,如果已经生成过,直接返回。
于是,我们的目标就是,控制数据库类,使其生成一次而且只能生成一次对象。
如下就是单例模式连接数据库代码:
class Database{ // 声明$instance为私有静态类型,用于保存当前类实例化后的对象 private static $instance = null; // 数据库连接句柄 private $db = null; // 构造方法声明为私有方法,禁止外部程序使用new实例化,只能在内部new private function __construct($config = array()) { $dsn = sprintf('mysql:host=%s;dbname=%s', $config['db_host'], $config['db_name']); $this->db = new PDO($dsn, $config['db_user'], $config['db_pass']); } // 这是获取当前类对象的唯一方式 public static function getInstance($config = array()) { // 检查对象是否已经存在,不存在则实例化后保存到$instance属性 if(self::$instance == null) { self::$instance = new self($config); } return self::$instance; } // 获取数据库句柄方法 public function db() { return $this->db; } // 声明成私有方法,禁止克隆对象 private function __clone(){} // 声明成私有方法,禁止重建对象 private function __wakeup(){}}
再通过getInstance()方法使用类对象,
$config = array( 'db_name' => 'test', 'db_host' => 'localhost', 'db_user' => 'root', 'db_pass' => 'root');$db1 = Database::getInstance($config);var_dump($db1);$db2 = Database::getInstance($config);var_dump($db2);$db3 = Database::getInstance($config);var_dump($db3);
输出信息如下:
object(Database)[1] private 'db' => object(PDO)[2]object(Database)[1] private 'db' => object(PDO)[2]object(Database)[1] private 'db' => object(PDO)[2]
对比两个输出可以看出,单例模式中,不同对象获得的资源ID是一样的。
也就是说,虽然我们用getInstance()获取Database类对象3次,其实引用的是一个内存空间,PDO也只连接了数据库一次。
以上的例子是数据库连接类,要使用数据库,在应用这样获得连接句柄:
$db = database::getInstance($config)->db();如果是其他类,则按需要修改数据库相关的代码,单例实现部分保留。
3 特点
单例模式的特点是4私1公:一个私有静态属性,构造方法私有,克隆方法私有,重建方法私有,一个公共静态方法。
其他方法根据需要增加。
最基础的单例模式代码如下:
class Singleton{ private static $instance = null; public static function getInstance() { if(self::$instance == null) { self::$instance = new self(); } return self::$instance; } private function __construct(){} private function __clone(){} private function __wakeup(){}}
$instance用以保存类的实例化,getInstance()方法提供给外部本类的实例化对象
单例模式在应用请求的整个生命周期中都有效,这点类似全局变量,会降低程序的可测试性。
大部分情况下,也可以用依赖注入来代替单例模式,避免在应用中引入不必要的耦合。
所以,对于仅需生成一个对象的类,首先考虑用依赖注入方式,其次考虑用单例模式来实现。
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