![Singleton](/images/patterns/cards/singleton-mini.png?id=914e1565dfdf15f240e766163bd303ec)
Singleton を PHP で
Singleton は、 生成に関するデザインパターンの一つで、 この種類のオブジェクトがただ一つだけ存在することを保証し、 他のコードに対して唯一のアクセス・ポイントを提供します。
Singleton には、 大域変数とほぼ同じ長所と短所があります。 両方とも随分と便利ですが、 コードのモジュール性を犠牲にしています。
シングルトンのクラスに依存しているあるクラスを使う場合、 シングルトンのクラスも一緒に使う必要があります。 ほとんどの場合、 この制限は、 ユニット・テストの作成で問題となります。
複雑度:
複雑度:
使用例: 多くの開発者は、 Singleton をアンチ・パターンと見なしています。 PHP コードでの使用が減少したのはこのためです。
見つけ方: Singleton は、 キャッシュされた同一オブジェクトを返す静的生成メソッドで識別できます。
概念的な例
この例は、 Singleton デザインパターンの構造を説明するためのものです。 以下の質問に答えることを目的としています:
- どういうクラスからできているか?
- それぞれのクラスの役割は?
- パターンの要素同士はどう関係しているのか?
ここでパターンの構造を学んだ後だと、 これに続く、 現実世界の PHP でのユースケースが理解しやすくなります。
index.php: 概念的な例
<?php
namespace RefactoringGuru\Singleton\Conceptual;
/**
* The Singleton class defines the `GetInstance` method that serves as an
* alternative to constructor and lets clients access the same instance of this
* class over and over.
*/
class Singleton
{
/**
* The Singleton's instance is stored in a static field. This field is an
* array, because we'll allow our Singleton to have subclasses. Each item in
* this array will be an instance of a specific Singleton's subclass. You'll
* see how this works in a moment.
*/
private static $instances = [];
/**
* The Singleton's constructor should always be private to prevent direct
* construction calls with the `new` operator.
*/
protected function __construct() { }
/**
* Singletons should not be cloneable.
*/
protected function __clone() { }
/**
* Singletons should not be restorable from strings.
*/
public function __wakeup()
{
throw new \Exception("Cannot unserialize a singleton.");
}
/**
* This is the static method that controls the access to the singleton
* instance. On the first run, it creates a singleton object and places it
* into the static field. On subsequent runs, it returns the client existing
* object stored in the static field.
*
* This implementation lets you subclass the Singleton class while keeping
* just one instance of each subclass around.
*/
public static function getInstance(): Singleton
{
$cls = static::class;
if (!isset(self::$instances[$cls])) {
self::$instances[$cls] = new static();
}
return self::$instances[$cls];
}
/**
* Finally, any singleton should define some business logic, which can be
* executed on its instance.
*/
public function someBusinessLogic()
{
// ...
}
}
/**
* The client code.
*/
function clientCode()
{
$s1 = Singleton::getInstance();
$s2 = Singleton::getInstance();
if ($s1 === $s2) {
echo "Singleton works, both variables contain the same instance.";
} else {
echo "Singleton failed, variables contain different instances.";
}
}
clientCode();
Output.txt: 実行結果
Singleton works, both variables contain the same instance.
現実的な例
Singleton パターンは、 コードの再利用を妨げ、 ユニット・テストを複雑にすることで悪い評判があります。 しかし、 場合によっては大変役に立ちます。 特にある種の共用資源を管理する必要がある場合、 便利です。 たとえば、 ログ・ファイルへのアクセス制御を行う大域ロギング・オブジェクトが挙げられます。 もう一つの例としては、 実行時構成の共用記憶が挙げられます。
index.php: 現実的な例
<?php
namespace RefactoringGuru\Singleton\RealWorld;
/**
* If you need to support several types of Singletons in your app, you can
* define the basic features of the Singleton in a base class, while moving the
* actual business logic (like logging) to subclasses.
*/
class Singleton
{
/**
* The actual singleton's instance almost always resides inside a static
* field. In this case, the static field is an array, where each subclass of
* the Singleton stores its own instance.
*/
private static $instances = [];
/**
* Singleton's constructor should not be public. However, it can't be
* private either if we want to allow subclassing.
*/
protected function __construct() { }
/**
* Cloning and unserialization are not permitted for singletons.
*/
protected function __clone() { }
public function __wakeup()
{
throw new \Exception("Cannot unserialize singleton");
}
/**
* The method you use to get the Singleton's instance.
*/
public static function getInstance()
{
$subclass = static::class;
if (!isset(self::$instances[$subclass])) {
// Note that here we use the "static" keyword instead of the actual
// class name. In this context, the "static" keyword means "the name
// of the current class". That detail is important because when the
// method is called on the subclass, we want an instance of that
// subclass to be created here.
self::$instances[$subclass] = new static();
}
return self::$instances[$subclass];
}
}
/**
* The logging class is the most known and praised use of the Singleton pattern.
* In most cases, you need a single logging object that writes to a single log
* file (control over shared resource). You also need a convenient way to access
* that instance from any context of your app (global access point).
*/
class Logger extends Singleton
{
/**
* A file pointer resource of the log file.
*/
private $fileHandle;
/**
* Since the Singleton's constructor is called only once, just a single file
* resource is opened at all times.
*
* Note, for the sake of simplicity, we open the console stream instead of
* the actual file here.
*/
protected function __construct()
{
$this->fileHandle = fopen('php://stdout', 'w');
}
/**
* Write a log entry to the opened file resource.
*/
public function writeLog(string $message): void
{
$date = date('Y-m-d');
fwrite($this->fileHandle, "$date: $message\n");
}
/**
* Just a handy shortcut to reduce the amount of code needed to log messages
* from the client code.
*/
public static function log(string $message): void
{
$logger = static::getInstance();
$logger->writeLog($message);
}
}
/**
* Applying the Singleton pattern to the configuration storage is also a common
* practice. Often you need to access application configurations from a lot of
* different places of the program. Singleton gives you that comfort.
*/
class Config extends Singleton
{
private $hashmap = [];
public function getValue(string $key): string
{
return $this->hashmap[$key];
}
public function setValue(string $key, string $value): void
{
$this->hashmap[$key] = $value;
}
}
/**
* The client code.
*/
Logger::log("Started!");
// Compare values of Logger singleton.
$l1 = Logger::getInstance();
$l2 = Logger::getInstance();
if ($l1 === $l2) {
Logger::log("Logger has a single instance.");
} else {
Logger::log("Loggers are different.");
}
// Check how Config singleton saves data...
$config1 = Config::getInstance();
$login = "test_login";
$password = "test_password";
$config1->setValue("login", $login);
$config1->setValue("password", $password);
// ...and restores it.
$config2 = Config::getInstance();
if ($login == $config2->getValue("login") &&
$password == $config2->getValue("password")
) {
Logger::log("Config singleton also works fine.");
}
Logger::log("Finished!");
Output.txt: 実行結果
2018-06-04: Started!
2018-06-04: Logger has a single instance.
2018-06-04: Config singleton also works fine.
2018-06-04: Finished!