Saturn's Weblog

此文承接之前我在PHP中实现简单工厂和抽象工厂的讨论，讨论一个广泛应用在OOP体系中的设计模式——Singleton模式。

Singleton Pattern（中文称单例模式），可以说是最容易理解的设计模式了，也充分体现了DRY （Don't Repeat Yourself）的思想。它的核心思想是：保证一个对象存在且仅允许存在一个实例，并提供一个全局访问方式[via]。

单例模式的运作模型是：当对象第一次被请求时，创建这个对象的实例；之后的每次请求，仅传递已创建实例的句柄。与单例模式相对应的模式叫做Prototype（Java平台下）或者叫SingleCall（.NET平台下），在此种模式下，每次请求一个对象，都将新建一个实例。

在WEB程序中应用单例模式的一个典型例子是数据库连接的创建：通过数据库句柄来连接数据库这一行为是独占的。换言之，在一个句柄尚未关闭之前，你无法第二次创建一个相同名称的句柄。然后在日常编码中，假设你希望在同一页面中操作由数据库传递回来的多组数据。此时如果采用传统的Prototype方式编程，为了程序的安全运行，你可能需要创建多个数据库链接句柄或者重复进行打开/关闭数据库连接的操作。显然，这样的操作会导致程序过度消耗一些不必要的资源。

在此场景下，我们可以运用单例模式来维护和共享同一个数据库句柄。优点有二：

1、提高了程序运行上的安全性。你不必过多的担心和考虑诸如数据库打开/关闭的问题。

2、避免了因创建多个连接导致的不必要资源浪费。垃圾回收机制仅需要对一个链接句柄进行操作。

当然，以上两个问题对于PHP来说并不是问题，PHP的垃圾回收机制就是，当一个页面执行完毕会自动清空所有资源和内存，这里面就包括数据库连接。

至此，可以总结出Singleton单例模式在WEB程序中的运用场合：

1、某些资源本身具有独占性，你不希望在多个地方重复创建对这个独占资源对象的实例。

2、你需要在一个对象的多个实例之间共享这个对象的状态（下面我会将此条规则进行代码举例）。

下面写一段小代码来演示PHP 5中Singleton的实现：

/***************************************************************************
 *              Singleton在PHP5中的实现
 *             
 *   @Author  :    Saturn
 *   @Contact: http://www.cnsaturn.com/
 ***************************************************************************/
class Singleton
{
 //此成员变量用来记录此对象的引用次数
 private $counter = 1;
 //注意这里是private，即禁止外部程序通过解析函数实例化对象
 private function __construct()
 { }
 //禁止克隆这个对象
 private function __clone() 
 { }
 //必须通过此方法得到对象的引用
 public static function getInstance()
 {
  static $instance = null;
  if($instance == null)
  {
   $instance = new Singleton();
  }
  return $instance;
 }
 
 public function getUsedCount()
 {
  return $this->counter++;
 }
 
}
//test test
echo Singleton::getInstance()->getUsedCount();//echo 1
echo Singleton::getInstance()->getUsedCount();//echo 2
echo Singleton::getInstance()->getUsedCount();//echo 3
$obj = new Singleton();//trigger fatal error
?>

此程序演示的是如何通过Singleton模式让多个引用能够同时共享此对象的某个状态，在这里是共享$counter。

注意，我们将解析函数的Scope设置成了private，这样做为了禁止通过解析函数实例化对象，而必须使用对象提供的静态化方法getInstance来获取对象的引用。

这个例子比较简单，但已经初步展示了单例模式的核心思想，仅起抛砖引玉的作用。