PHP 单例模式优缺点及如何实现

一、什么是单例模式?

【采用单例模式的模式动机、出现原因】

 

对于系统中的某些类来说,只有一个实例很重要,例如,一个系统中可以存在多个打印任务,但是只能有一个正在工作的任务;一个系统只能有一个窗口管理器或文件系统;一个系统只能有一个计时工具或ID(序号)生成器。如在Windows中就只能打开一个任务管理器。如果不使用机制对窗口对象进行唯一化,将弹出多个窗口,如果这些窗口显示的内容完全一致,则是重复对象,浪费内存资源;如果这些窗口显示的内容不一致,则意味着在某一瞬间系统有多个状态,与实际不符,也会给用户带来误解,不知道哪一个才是真实的状态。因此有时确保系统中某个对象的唯一性即一个类只能有一个实例非常重要。
如何保证一个类只有一个实例并且这个实例易于被访问呢?定义一个全局变量可以确保对象随时都可以被访问,但不能防止我们实例化多个对象。一个更好的解决办法是让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例被创建,并且它可以提供一个访问该实例的方法。这就是单例模式的模式动机。
1、含义

作为对象的创建模式,单例模式确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统全局地提供这个实例。它不会创建实例副本,而是会向单例类内部存储的实例返回一个引用。

2、单例模式的三个要点:

  三私一公:私有化静态属性,私有化构造方法,私有化克隆方法,公有化静态方法。

(1). 需要一个保存类的唯一实例的静态成员变量:
private static $instance;        //私有化静态属性

(2). 构造函数和克隆函数必须声明为私有的,防止外部程序new类从而失去单例模式的意义:
private function __construct()       //私有化构造方法
{
$this->_db = pg_connect(‘xxxx’);
}
private function __clone()             //私有化克隆方法,禁止克隆
{
}

(3). 必须提供一个访问这个实例的公共的静态方法(通常为getInstance方法),从而返回唯一实例的一个引用
public static function getInstance()          //公有化静态方法
{
if(! (self::$_instance instanceof self) )
{
self::$_instance = new self();
}
return self::$_instance;
}

二、为什么要使用单例模式?

多数人都是从单例模式的字面上的意思来理解它的用途, 认为这是对系统资源的节省, 可以避免重复实例化, 是一种”计划生育”.   而PHP每次执行完页面都是会从内存中清理掉所有的资源. 因而PHP中的单例实际每次运行都是需要重新实例化的, 这样就失去了单例重复实例化的意义了. 单单从这个方面来说, PHP的单例的确有点让各位失望. 但是单例仅仅只有这个功能和应用吗? 答案是否定的,我们一起来看看。

php的应用主要在于数据库应用, 所以一个应用中会存在大量的数据库操作, 在使用面向对象的方式开发时, 如果使用单例模式, 则可以避免大量的new 操作消耗的资源。
如果系统中需要有一个类来全局控制某些配置信息, 那么使用单例模式可以很方便的实现. 这个可以参看zend Framework的FrontController部分。
在一次页面请求中, 便于进行调试, 因为所有的代码(例如数据库操作类db)都集中在一个类中, 我们可以在类中设置钩子, 输出日志,从而避免到处var_dump, echo。

1、单例模式在PHP中的应用场合:

(1)、应用程序与数据库交互

一个应用中会存在大量的数据库操作,比如过数据库句柄来连接数据库这一行为,使用单例模式可以避免大量的new操作,因为每一次new操作都会消耗内存资源和系统资源。

(2)、控制配置信息

如果系统中需要有一个类来全局控制某些配置信息, 那么使用单例模式可以很方便的实现。

   优点:     1、减少内存开销,尤其是频繁的创建和销毁实例;

                   2、避免对资源对过多占用。

2、PHP缺点:

PHP语言是一种解释型的脚本语言,这种运行机制使得每个PHP页面被解释执行后,所有的相关资源都会被回收。也就是说,PHP在语言级别上没有办法让某个对象常驻内存,这和asp.net、Java等编译型是不同的,比如在Java中单例会一直存在于整个应用程序的生命周期里,变量是跨页面级的,真正可以做到这个实例在应用程序生命周期中的唯一性。然而在PHP中,所有的变量无论是全局变量还是类的静态成员,都是页面级的,每次页面被执行时,都会重新建立新的对象,都会在页面执行完毕后被清空,这样似乎PHP单例模式就没有什么意义了,所以PHP单例模式我觉得只是针对单次页面级请求时出现多个应用场景并需要共享同一对象资源时是非常有意义的。单例的缺点就是不适用于变化的对象,如果同一类型的对象总是要在不同的用例场景发生变化,单例就会引起数据的错误,不能保存彼此的状态。

          缺点:   1、没有抽象层,不能继承扩展很难。

                     2、违背了“单一职责原则”,一个类只重视内部关系,而忽略外部关系。

                     3、不适用于变化对象。

                     4、滥用单例会出现一些负面问题,如为节省资源将数据库连接池对象设计为单例,可能会导致共享连接池对象对程序过多而出现连接池溢出。                            如果实例化的对象长时间不被利用,系统会认为是垃圾而被回收,这样将导致对象状态丢失。