在說明單例模式之前，我們先來看看一個例子。
假設我們有一個命名為 Man 的類別 (class) ，帶有一個名為 age 的屬性 (property)，和三個方法 (method)，分別為 sayHello、setAge、及 getAge。
範例：
class Man
{
/**
* @param int
*/
public $age = 0;
/**
* 印出字串 Hello
*
* @return void
*/
public function sayHello()
{
echo 'Hello' . "\n";
}
/**
* 設定年紀
*
* @param int $age 年紀
*
* @return void
*/
public function setAge($age)
{
$this->age = $age;
}
/**
* 印出年紀
*
* @return void
*/
public function getAge()
{
echo $this->age . "\n";
}
}Man 這個類別，我們可以實例化好幾個出來使用，如下，變數 $joe 及 $bill 為實例化 Man 類別的物件。
範例：
$joe = new Man();
$bill = new Man();
$joe->sayHello();
$bill->sayHello();
$joe->setAge(23);
$bill->setAge(40);
$joe->getAge();
$bill->getAge();
$joe->getAge();結果：
Hello
Hello
23
40
23使用 Man 類別實例化出來的兩個物件，是不同的物件。
單例模式
顧名思義，就是限制類別只能實例化出一個物件。
(1) 限制建構子
我們必須把它的建構子 (constructor) 改成私有 (private)，如此一來便不能藉由 new 關鍵字去實例化它。
範例：
class Man
{
/**
* @param int
*/
public $age = 0;
/**
* Constructor
*/
private function __construct()
{
}
// 以下省略將建構子的存取類型改為 private 之後，試著實例化它：
範例：
$joe = new Man();則會出現錯誤的警告訊息。
Fatal error: Uncaught Error: Call to private Man::__construct() from invalid context in [...][...]:51
Stack trace:
#0 {main}
thrown in [...][...]on line 51(2) 加入靜態屬性
我們新增了一個名為 instance 的靜態屬性。
範例：
class Man
{
/**
* @param null|object
*/
private static $instance;
/**
* @param int
*/
public $age = 0;
/**
* Constructor
*/
private function __construct()
{
}
// 以下省略該屬性設為 private 以限制只能使用公開的存取方法。
(3) 加入公開的存取方法
由於 Man 類別已無法從外部實例化，因此只能使用靜態的方法去存取它。
我們新增了一個名為 getInstance 的靜態方法。
範例：
class Man
{
/**
* @param null|object
*/
private static $instance;
/**
* @param int
*/
public $age = 0;
/**
* Constructor
*/
private function __construct()
{
}
/**
* 取得實例
*
* @return self
*/
public static function getInstance()
{
if (!self::$instance) {
self::$instance = new self();
}
return self::$instance;
}
// 以下省略當 self::$instance 為 null 時，則會在類別內部實例化自己，然後存進 self::$instance，往後就直接從 $instance 這個靜態屬性取得該類別的實例。
如此一來只會有唯一的物件被實例化出來。
註：getInstance 是很普遍的命名，在不同程式語言皆會看到以此命名的方法來使用單例。以此命名能增加可讀性。
使用方法
我們從一開始的例子，把 new 關鍵字拿掉，改調用 getInstance 這個靜態方法。
$joe = Man::getInstance();
$bill = Man::getInstance();
$joe->sayHello();
$bill->sayHello();
$joe->setAge(23);
$bill->setAge(40);
$joe->getAge();
$bill->getAge();
$joe->getAge();結果：
Hello
Hello
40
40
40使用情境
在整個 PHP 專案中需要一個全域的物件，但不希望創造該物件的類別能再實例出另一個相同的物件時。例如資料庫連接 (database connection)、容器 (container)、事件處理 (event) 等等。
單例特性
還記得在 Day 2 筆者為大家整理的 PHP 版本差異說明，提到在 PHP 5.4 版的新功能，特性 (trait) 嗎？我們可以建立一個單例特性，讓使用該特性的類別直接套用單例模式。
範例：
trait Singleton
{
/**
* @param null|object
*/
private static $instance;
/**
* Constructor
*/
private function __construct()
{
}
/**
* 取得實例
*
* @return self
*/
public static function getInstance()
{
if (!self::$instance) {
self::$instance = new self();
}
return self::$instance;
}
}還記得本文一開場就給的範例程式碼嗎？
class Man
{
use Singleton;
/**
* @param int
*/
public $age = 0;
// 以下省略...我們在 Man 類別裡直接使用 Singleton 特性，讓 Man 類別套用單例模式，套用只能使用 getInstance 靜態方法來創造物件。
範例：
$man = Man::getInstance();
$man->sayHello();結果：
Hello用 new 關鍵字試試：
範例：
$man = new Man();
$man->sayHello();結果：
Fatal error: Uncaught Error: Call to private Man::__construct() from invalid context in [...][...]:77
Stack trace:
#0 {main}
thrown in [...][...]on line 77使用 Singleton 這個特性之後已無法透過 new 語法去實例化物件了。
總結
就如筆者在 Day 3 介紹的設計模式概念，以武林高手的招式來比喻，武林高手的招式總是視時機穿插使用的，當然，單例配合其它設計模式混合使用也很很常見的。
接下來幾天就會介紹這樣的例子，實際上運用的例子會讓大家更清楚整個概念。
我們明天見。
留言