PHP面向对象之旅:单例模式

如何让某个类只有一个实例
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单例模式要解决的问题就是“如何让这个类只有一个实例”。

我们的web应用中,大量使用了数据库连接,如果反复建立与数据库的连接必然消耗更多的系统资源。

我们如何解决这个问题,建立唯一的数据库连接是必要的方式。

我们又如何知道与这个数据库的连接是否已经建立? 还是需要现在建立?

单例模式可以解决这个问题。

先假设我们需要一个类完成在内存中只有一份的功能,我们该如何做呢?

我们一步一步的使用前面学过的知识来写一个单件的例子。

前面学过,每次用 new 类名 的方式,就可以创建一个对象。我们必须禁止外部程序用 new 类名的方式来创建多个实例。

解决办法是:我们将构造函数设置成 private ,让构造函数只能在内部被调用,而外部不能调用。这样,这个类就不能被外部用 new 的方式建立多个实例了。

以下是不能被外部用new实例化的类。

<?
class A{
    private function __construct(){}    
}
$a = new A();
?>

程序运行结果为:

Fatal error: Call to private A::__construct() from invalid context in E:\PHPProjects\test.php on line 6

我们已经禁止外部用new实例化这个类,我们改如何让用户访问这个类呢?前门堵了,我们需要给用户留个后门。

解决办法是:static 修饰的方法,可以不经实例化一个类就可以直接访问这个方法。

<?
class A{
    private function __construct(){}
    static function getClassA(){
    	return "这里是后门,可以通过这里进入类内部..";
    }   
}
echo A::getClassA();
?>

程序运行结果为:

这里是后门,可以通过这里进入类内部..

虽然我们已经进入类内部,但我们要的是这个类的唯一实例?先不管别的,我们先需要一个实例。通过这个static的方法返回这个实例,如何做呢?

解决办法是:private的构造函数,不能被外部实例化。但是我们已经成功潜入类的内部了(间谍?007?),我们在内部当然可以调用private的方法创建对象。我们这样做看看。

下面的例子我们确实返回了A类的实例,但注意两次执行返回的不是同一个实例。

//不能用new实例化的类.<br>
//static的方法留给外部访问.<br>
//在方法内部返回实例.<br><br>
<?
class A{
    private function __construct(){}
    static function getClassA(){
    	$a = new A();
    	return $a;
    }        
}
// 看到这里确实返回的是 A 的实例.但不是同一个对象.
$a1 = A::getClassA();
$a2 = A::getClassA();
echo "\$a1 的类是 ".get_class($a1)." , \$a2 是 ".get_class($a1);
if($a1 === $a2){ 
   echo "<br> \$a1 \$a2 指向同一对象.";
}else{ 
   echo "<br> \$a1 \$a2 不是一个对象.";
}
?>

程序运行结果为:

//不能用new实例化的类.
//static的方法留给外部访问.
//在方法内部返回实例.
$a1 的类是 A , $a2 是 A
$a1 $a2 不是一个对象.

我们已经通过static方法返回了A的实例。但还有问题。我们如何保证我们多次操作获得的是同一个实例的呢?

解决办法:static的属性在内部也只有一个。static 属性能有效的被静态方法调用。将这个属性也设置成private,以防止外部调用。先将这个属性设置成 null。每次返回对象前,先判断这个属性是否为 null 。如果为 null 就创建这个类的新实例,并赋值给这个 static 属性。如果不为空,就返回这个指向实例的 static 属性。

//不能用new实例化的类.<br>
//static的方法留给外部访问.<br>
//在方法内部返回实例.<br>
//定义静态属性保证这个实例能被静态方法调用.<br>
//增加判断部分.<br><br>
<?
class A{
	private static $a = null;
    private function __construct(){}
    static function getClassA(){
    	if( null == self::$a){
    		self::$a = new A();
    	}    	
    	return self::$a;
    }        
}
// 看到这里确实返回的是 A 的实例.但不是同一个对象.
$a1 = A::getClassA();
$a2 = A::getClassA();
echo "\$a1 的类是 ".get_class($a1)." , \$a2 是 ".get_class($a1);
if($a1 === $a2){ 
   echo "<br> \$a1 \$a2 指向同一对象.";
}else{ 
   echo "<br> \$a1 \$a2 不是一个对象.";
}
?>

程序运行结果为:

//不能用new实例化的类.
//static的方法留给外部访问.
//在方法内部返回实例.
//定义静态属性保证这个实例能被静态方法调用.
//增加判断部分.
$a1 的类是 A , $a2 是 A
$a1 $a2 指向同一对象.

到此,我们写了一个最简单的 单例模式 。

现在,你可以尝试写一个应用单件设计模式的数据库连接类。

要记住单例模式的使用效果和书写方式。

一个单例模式的例子

class test {
	protected static $handle;
	public function __construct() {
		....
	}
	public static getInstance() 
    {
		if(!self::$hanlde) 
        {
			self::$hanlde = new test();
		}
		return self::$hanlde;
	}
}

使用 test::getInstance() 来获取对象。无论获取多少次,返回的都是同一个对象。不会额外的去重复创建自己的复本。大大的节省了系统资源的浪费。

延伸阅读

此文章所在专题列表如下:

  1. PHP面向对象之旅:类和对象
  2. PHP面向对象之旅:类的属性
  3. PHP面向对象之旅:类的方法
  4. PHP面向对象之旅:对象的比较
  5. PHP面向对象之旅:构造函数
  6. PHP面向对象之旅:类的继承
  7. PHP面向对象之旅:访问控制
  8. PHP面向对象之旅:方法覆盖
  9. PHP面向对象之旅:this关键字
  10. PHP面向对象之旅:parent::关键字
  11. PHP面向对象之旅:再谈重载
  12. PHP面向对象之旅:获取用户数据
  13. PHP面向对象之旅:用户权限管理类
  14. PHP面向对象之旅:static变量与方法
  15. PHP面向对象之旅:单例模式
  16. PHP面向对象之旅:final类和方法
  17. PHP面向对象之旅:PHP中的常量
  18. PHP面向对象之旅:抽象类
  19. PHP面向对象之旅:抽象方法
  20. PHP面向对象之旅:抽象类继承抽象类
  21. PHP面向对象之旅:静态抽象方法
  22. PHP面向对象之旅:模板模式
  23. PHP面向对象之旅:接口与抽象方法
  24. PHP面向对象之旅:接口的实现
  25. PHP面向对象之旅:接口的继承
  26. PHP面向对象之旅:类型提示
  27. PHP面向对象之旅:PHP的多态
  28. PHP面向对象之旅:instanceof运算符
  29. PHP面向对象之旅:接口与组合模拟多继承
  30. PHP面向对象之旅:一个接口实例
  31. PHP面向对象之旅:简单工厂模式

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