《PHP》设计模式之单例模式和多例模式

单例模式（Singleton）

模式定义

使应用中只存在一个单例类的实例

UML 图

代码

经常说的三私一公，严格说应该是四私一公。如果想要允许继承，可以去掉 final 修饰符，同时将 private 改为 protected

<?php
namespace DesignPatterns\Creational\Singleton;
final class Singleton
{
    /**
     * @var Singleton
     */
    private static $instance = null;
    /**
     * 通过懒加载获得实例（在第一次使用的时候创建）
     */
    public static function getInstance(): Singleton
    {
        if (null === static::$instance) {
            static::$instance = new static();
        }
        return static::$instance;
    }
    /**
     * 不允许从外部调用以防止创建多个实例
     * 要使用单例，必须通过 Singleton::getInstance() 方法获取实例
     */
    private function __construct()
    {
    }
    /**
     * 防止实例被克隆（这会创建实例的副本）
     */
    private function __clone()
    {
    }
    /**
     * 防止反序列化（这将创建它的副本）
     */
    private function __wakeup()
    {
    }
}

测试

<?php
namespace DesignPatternsTests\Creational\Singleton;
use PHPUnit\Framework\TestCase;
use DesignPatterns\Creational\Singleton\Singleton;
class SingletonTest extends TestCase
{
    public function testUniqueness()
    {
        $firstCall = Singleton::getInstance();
        $secondCall = Singleton::getInstance();
        $this->assertInstanceOf(Singleton::class, $firstCall);
        $this->assertSame($firstCall, $secondCall);
    }
}

优缺点

缺点：

• 单例类（静态类）和全局变量一样，在系统中的任何地方都可以访问，这使得我们难以跟踪系统中的依赖关系。

• 使用单例类和全局变量的代码很难使用 PHPUnit 进行自动化测试。全局变量和类的静态属性都是一种全局状态。欲测代码和全局状态之间会强烈耦合，并且其创建无法控制。另外，一个测试对全局状态的改变可能会破坏另外一个测试

优点：

• 单例模式可以避免系统中不必要的对象传递，适度地使用有助于改善系统的设计

  具有良好设计的系统一般都通过方法调用传递对象实例。每个类都会与外部环境保持独立，通过清晰的沟通方式与系统中的其他部分协作。有时这会迫使一些与对象实例无关的类不得不接收它，然后将其传递给真正需要使用它的其他类，结果以良好设计的名义引入了依赖关系

多例模式（Multiton）

模式定义

多例模式是对单例模式的拓展，通过键值对管理一组多例类的实例化对象，对于给定的键值只会存在唯一的实例化对象

UML 图

代码

<?php
namespace DesignPatterns\Creational\Multiton;
final class Multiton
{
    const INSTANCE_1 = '1';
    const INSTANCE_2 = '2';
    /**
     * @var Multiton
     */
    private static $instances = [];
    /**
     * 通过指定名称返回实例（使用到该实例的时候才会实例化）
     * @param string $instanceName
     * @return Multiton
     */
    public static function getInstance(string $instanceName): Multiton
    {
        if (!isset(static::$instances[$instanceName])) {
            static::$instances[$instanceName] = new static();
        }
        return static::$instances[$instanceName];
    }
    /**
     * 不允许从外部调用以防止随意创建对象实例
     */
    private function __construct()
    {
    }
    /**
     * 防止实例被克隆（这会创建实例的副本）
     */
    private function __clone()
    {
    }
    /**
     * 防止反序列化（这将创建它的副本）
     */
    private function __wakeup()
    {
    }
}

测试

<?php
namespace DesignPatternsTest\Creational\Multiton;
use DesignPatterns\Creational\Multiton\Multiton;
use PHPUnit\Framework\TestCase;
class MultitonTest extends TestCase
{
    public function testUniqueness()
    {
        $firstCall = Multiton::getInstance(Multiton::INSTANCE_1);
        $secondCall = Multiton::getInstance(Multiton::INSTANCE_1);
        $this->assertInstanceOf(Multiton::class, $firstCall);
        $this->assertSame($firstCall, $secondCall);
    }
    public function testUniquenessForEveryInstance()
    {
        $firstCall = Multiton::getInstance(Multiton::INSTANCE_1);
        $secondCall = Multiton::getInstance(Multiton::INSTANCE_2);
        $this->assertInstanceOf(Multiton::class, $firstCall);
        $this->assertInstanceOf(Multiton::class, $secondCall);
        $this->assertNotSame($firstCall, $secondCall);
    }
}

优缺点

多例类与单例类的效果类似

缺点：

• 难以跟踪依赖关系

• 难以进行自动化测试

优点：

• 避免系统中不必要的对象传递

• 使用多例模式可以节省内存，并确保同一个类的多个实例之间不发生冲突