PHP 单例模式

概述

单例模式是 PHP 中最常用的创建型设计模式之一，核心目标是保证一个类在整个应用生命周期内仅有一个实例，并提供全局统一的访问入口。其核心价值在于：

  • 减少资源消耗：避免重复创建数据库连接、缓存实例、日志工具等资源密集型对象；

  • 保证数据一致性：全局唯一实例可确保共享状态（如配置信息）的一致性；

  • 简化全局访问：无需频繁通过参数传递对象，通过固定方法即可获取实例。

代码

<?php
declare(strict_types = 1);

/**
 * 单例模式：保证类仅有一个实例，并提供全局访问点
 * Class SingleObject
 * @package Extend
 */
class SingleObject
{
    // 1. 私有静态属性：存储唯一实例（添加 readonly 限制，避免外部篡改）
    private static readonly ?self $instance = null;

    // 2. 私有构造方法：禁止类外通过 new 实例化
    private function __construct()
    {
        // 可选：添加初始化逻辑（如连接数据库、加载配置）
        // $this->init();
    }

    // 3. 私有克隆方法：禁止类外通过 clone 复制实例
    private function __clone() {}

    // 4. 禁止序列化：避免通过反序列化创建新实例
    private function __wakeup() {}

    // 5. 公有静态方法：获取唯一实例（添加 final 防止子类重写，确保单例逻辑不被破坏）
    public static final function getInstance(): self
    {
        // 双重检查锁定（DCL）：解决多线程/并发场景下的实例重复创建问题
        if (is_null(self::$instance)) {
            // 加锁：阻止并发请求同时进入实例化逻辑
            synchronized(function () {
                if (is_null(self::$instance)) {
                    self::$instance = new self();
                }
            });
        }
        return self::$instance;
    }

    // 示例：单例类的业务方法
    public function doSomething(): string
    {
        return "单例对象执行业务逻辑";
    }
}

// 测试代码
$obj1 = SingleObject::getInstance();
$obj2 = SingleObject::getInstance();

// 验证是否为同一实例（输出 bool(true)）
var_dump($obj1 === $obj2);
// 调用业务方法（输出 string(24) "单例对象执行业务逻辑"）
echo $obj1->doSomething();

说明

  1. 并发安全：

    • 上述代码中 synchronized() 是 PHP 8.1+ 提供的内置函数，用于实现互斥锁；

    • 若使用 PHP 8.1 以下版本，可通过 Mutex 扩展或自定义锁机制（如文件锁、Redis 锁）替代。

  2. 反射攻击防护：

    • 原文代码未防护反射攻击（通过反射调用私有构造方法），若需严格防护，可在构造方法中添加判断： 
      private function __construct()
{
 if (!is_null(self::$instance)) {
     throw new \RuntimeException("单例类不允许重复实例化");
 }
}

  3. 适用场景：

    • 该单例模式适用于数据库连接、缓存服务、日志工具、配置管理等需要全局唯一实例的场景；
    • 避免在简单脚本或无共享状态的场景中过度使用单例，否则会增加代码耦合度。

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