设计模式 - 单例模式

2024-02-20 21:49:46

相关概念：单例模式也叫单子模式，是软件设计中的一种常见设计模式。要实现单例模式的原则就是必须确保一个类只有一个实例，必须给其他对象提供这一实例。（相当于全局访问）
主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。
何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。
如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。
关键代码：构造函数是私有的。
应用实例：
a.一个班级只有一个班主任。（所有进入班级的新同学就要经过班主任的同意）
b.Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。(文件日志记录)
c.一些设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。
优点：
a. 在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。
b. 避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。
缺点：
a. 没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。
使用场景：
a、要求生产唯一序列号。
b、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。
c、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

单例模式还分为多种类型，分为懒汉式，饿汉式，双检锁/双重校验锁，登记式/静态内部类，枚举

懒汉式单例模式：
不支持多线程，在第一次调用才能够初始化，避免内存浪费
但是，它的缺点是只适用于单线程，在多线程运用中，会出现重复创建实例的现象，导致创建的对象已经不是同一个了。

class Single
{
    private $name;

    static private ?Single $instance = null;

    //构造函数私有化，防止外部调用
    private function __construct(){}

    //克隆函数私有化，防止外部克隆对象
    private function __clone(){}

    static public function getInstance(): Single
    {
        if (!self::$instance) {
            self::$instance = new self();
        }
        return self::$instance;
    }
    public function setName($name)
    {
        $this->name = $name;
        return $this;
    }
    public function getName()
    {
        return $this->name;
    }
}

$instance1 = Single::getInstance()->setName(1);
$instance2 = Single::getInstance()->setName(32);
var_dump($instance1->getName());
var_dump($instance2->getName());

输出的内容是：

可以看出来单例模式所获取的值是唯一的。

还有另一种写法：

class Single
{
    static private ?Single $instance = null;
    
    private $name;
    
    //构造函数私有化，防止外部调用
    private function __construct($name){
        $this->name = $name;
    }
    //克隆函数私有化，防止外部克隆对象
    private function __clone(){}

    static public function getInstance($name): Single
    {
        if (!self::$instance) {
            self::$instance = new self($name);
        }
        return self::$instance;
    }
    public function getName(){
        return $this->name;
    }
}

var_dump(Single::getInstance(1)->getName());
var_dump(Single::getInstance(4)->getName());

输出内容为第一次初始化时已保存的对象值：

可以看出在第二次再次实例化的时候，不会变更

饿汉式单例模式，在PHP中貌似没法实现，基本上都是基于懒汉式的单例，PHP的语法不能对静态变量做new实例化对象，无法做到饿汉式，饿汉式是不会出现多线程的问题，因为它已经初始化帮你实例了对象。PHP只能实现懒汉式单例，我技术还不够，百度上也查不到什么

转载链接：https://www.runoob.com/design-pattern/singleton-pattern.html ，更多设计模式都在这里

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