单例模式：专为提高效率而设计

在本文中，您将了解如何实现单例设计模式，以及为什么以及何时在应用程序中使用此模式。正如“Singleton”这个名字所暗示的那样，这种方法允许我们创建一个类的唯一一个对象。

让我们看看维基百科上有关于此设计模式的内容：

单例模式是一种将类的实例化限制为一个对象的设计模式。当只需要一个对象来协调整个系统的操作时，这非常有用。

正如上面定义中提到的，当我们想要确保任何类都需要创建一个且仅有一个对象时，那么我们应该为该类实现 Singleton 模式。

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你可能会问为什么我们应该实现这样一个类，它允许我们只创建它的一个对象。我想说，我们可以在很多用例中应用这种设计模式。其中包括：配置类、会话类、数据库类等等。

本文中我将以数据库类为例。首先，我们将看看如果没有为这样的类实现单例模式，会出现什么问题。

问题

想象一个非常简单的数据库连接类，一旦我们创建该类的对象，它就会创建与数据库的连接。

class database {
    
	private $dbName = null, $dbHost = null, $dbPass = null, $dbUser = null;
	
	public function __construct($dbDetails = array()) {
		
		$this->dbName = $dbDetails['db_name'];
		$this->dbHost = $dbDetails['db_host'];
		$this->dbUser = $dbDetails['db_user'];
		$this->dbPass = $dbDetails['db_pass'];

		$this->dbh = new PDO('mysql:host='.$this->dbHost.';dbname='.$this->dbName, $this->dbUser, $this->dbPass);
		
	}
	
}

在上面的代码示例中，您可以看到，每次创建此类的对象时，它都会与数据库建立连接。因此，如果开发人员在多个位置创建了此类的对象，想象一下它将与数据库服务器创建的（相同）数据库连接的数量。

因此，开发人员在不知不觉中犯了错误，从而对数据库和应用服务器的速度产生了巨大影响。让我们通过创建该类的不同对象来看看同样的事情。

$dbDetails = array(
    	'db_name' => 'designpatterns',
		'db_host' => 'localhost',
		'db_user' => 'root',
		'db_pass' => 'mysqldba'
);

$db1 = new database($dbDetails);
var_dump($db1);
$db2 = new database($dbDetails);
var_dump($db2);
$db3 = new database($dbDetails);
var_dump($db3);
$db4 = new database($dbDetails);
var_dump($db4);

// Output
object(database)[1]
  private 'dbName' => string 'designpatterns' (length=14)
  private 'dbHost' => string 'localhost' (length=9)
  private 'dbPass' => string 'mysqldba' (length=8)
  private 'dbUser' => string 'root' (length=4)
  public 'dbh' => object(PDO)[2]
object(database)[3]
  private 'dbName' => string 'designpatterns' (length=14)
  private 'dbHost' => string 'localhost' (length=9)
  private 'dbPass' => string 'mysqldba' (length=8)
  private 'dbUser' => string 'root' (length=4)
  public 'dbh' => object(PDO)[4]
object(database)[5]
  private 'dbName' => string 'designpatterns' (length=14)
  private 'dbHost' => string 'localhost' (length=9)
  private 'dbPass' => string 'mysqldba' (length=8)
  private 'dbUser' => string 'root' (length=4)
  public 'dbh' => object(PDO)[6]
object(database)[7]
  private 'dbName' => string 'designpatterns' (length=14)
  private 'dbHost' => string 'localhost' (length=9)
  private 'dbPass' => string 'mysqldba' (length=8)
  private 'dbUser' => string 'root' (length=4)
  public 'dbh' => object(PDO)[8]

如果你看到上面代码的输出和输出，你可以看到每个对象都分配了一个新的资源ID，所以所有对象都是全新的引用，因此它也分配单独的内存。这样不知不觉中我们的应用程序就会占用实际上不需要的资源。

解决方案

开发人员如何使用我们的基础框架不在我们的控制范围内。代码审查过程发生后，它就在我们的控制之下，但在开发过程中，我们不能一直站在他们身后。

为了克服这种情况，我们应该使我们的基类不能创建一个类的多个对象；相反，它会给出一个已经创建的对象（如果有）。在这种情况下，我们应该考虑为我们的基类开发单例模式。

在实现这一模式时，我们的目标是允许一次且仅创建一个类的对象。请允许我添加下面的类代码，然后我们将详细介绍该类的每个部分。

class database {
    
	private $dbName = null, $dbHost = null, $dbPass = null, $dbUser = null;
	private static $instance = null;
	
	private function __construct($dbDetails = array()) {
		
		// Please note that this is Private Constructor
		
		$this->dbName = $dbDetails['db_name'];
		$this->dbHost = $dbDetails['db_host'];
		$this->dbUser = $dbDetails['db_user'];
		$this->dbPass = $dbDetails['db_pass'];

		// Your Code here to connect to database //
		$this->dbh = new PDO('mysql:host='.$this->dbHost.';dbname='.$this->dbName, $this->dbUser, $this->dbPass);
	}
	
	public static function connect($dbDetails = array()) {
		
		// Check if instance is already exists 		
		if(self::$instance == null) {
			self::$instance = new database($dbDetails);
		}
		
		return self::$instance;
		
	}
	
	private function __clone() {
		// Stopping Clonning of Object
	}
	
	private function __wakeup() {
		// Stopping unserialize of object
	}
	
}

几乎没有迹象表明上面的类是 Singleton 类。首先是私有构造函数，它防止使用 new 关键字创建对象。另一种指示是一个静态成员变量，它保存对已创建对象的引用。

$dbDetails = array(
    	'db_name' => 'designpatterns',
		'db_host' => 'localhost',
		'db_user' => 'root',
		'db_pass' => 'mysqldba'
);

$db1 = database::connect($dbDetails);
var_dump($db1);
$db2 = database::connect($dbDetails);
var_dump($db2);
$db3 = database::connect($dbDetails);
var_dump($db3);
$db4 = database::connect($dbDetails);
var_dump($db4);

// Output

object(database)[1]
  private 'dbName' => string 'designpatterns' (length=14)
  private 'dbHost' => string 'localhost' (length=9)
  private 'dbPass' => string 'mysqldba' (length=8)
  private 'dbUser' => string 'root' (length=4)
  public 'dbh' => object(PDO)[2]
object(database)[1]
  private 'dbName' => string 'designpatterns' (length=14)
  private 'dbHost' => string 'localhost' (length=9)
  private 'dbPass' => string 'mysqldba' (length=8)
  private 'dbUser' => string 'root' (length=4)
  public 'dbh' => object(PDO)[2]
object(database)[1]
  private 'dbName' => string 'designpatterns' (length=14)
  private 'dbHost' => string 'localhost' (length=9)
  private 'dbPass' => string 'mysqldba' (length=8)
  private 'dbUser' => string 'root' (length=4)
  public 'dbh' => object(PDO)[2]
object(database)[1]
  private 'dbName' => string 'designpatterns' (length=14)
  private 'dbHost' => string 'localhost' (length=9)
  private 'dbPass' => string 'mysqldba' (length=8)
  private 'dbUser' => string 'root' (length=4)
  public 'dbh' => object(PDO)[2]

如果比较两个部分的输出，那么您将看到，在单例模式的输出中，所有不同对象的对象资源 ID 都是相同的。但不使用设计模式时情况并非如此。

单例作为反模式

由于各种原因，这种设计模式也称为反模式，我将在下面提到：

1. 由于其控制自身创建和生命周期的质量，它违反了单一职责原则。
2. 它将全局状态引入您的应用程序。我想说全局状态非常糟糕，因为任何代码都可以改变它的值。所以在调试的时候很难发现哪部分代码做了当前阶段的全局变量。

3. 如果您正在进行单元测试，那么单例通常是一个坏主意，并且不执行单元测试通常也是一个坏主意。

结论

我尽力解释了互联网上广泛讨论的单例设计模式。我希望这篇文章对您有所帮助。我们已经介绍了该模式的两个方面，即设计模式和反模式。

请在下面发表您的意见、建议和/或问题，我会尽快回复。您还可以通过 Twitter @XpertDevelopers 联系我或直接给我发电子邮件。

以上是单例模式：专为提高效率而设计的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！