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为什么老旧的Singleton模式被禁止

七月

Herman Peeren

星期二，2014年7月1日

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曾经非常受欢迎的单例设计模式已经变成了一种反模式。从英雄到局外人。就像一个因服用兴奋剂被查的运动员。发生了什么？

让我来介绍一下我的老朋友Singleton。在学习有关设计模式的内容时，他是你最先遇到的一个。Singleton的目的，正如经典《设计模式之四人帮》（1994年）一书中所定义的

"确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。"

这通常是通过将类的构造函数和其他实例化方法（如 __clone()）设为私有和最终，同时提供一个静态方法来实例化类来实现的。类持有对实例的静态引用，每次调用 getInstance() 方法时，只有在没有实例存在的情况下才会实例化类。因此，你不能调用 new YourSingletonClass，因为构造函数是私有的。当你调用 YourSingletonClass::getInstance() 时，只有在没有其他对象存在的情况下才会创建一个新的对象。

public static function getInstance()
    {
        if (!isset(self::$instance)) {
            self::$instance = new self;
        }

        return self::$instance;
    }

单例的getInstance()方法

简单、方便且聪明，不是吗？

爱

我们都喜欢Singleton，并且在许多地方都使用了它。一个著名的例子是：当你想在应用程序中使用数据库连接时，你想要确保不会在应用程序中结束于同一个数据库的多个连接。但慢慢地，我们开始意识到这段方便的代码的缺点：我们经常用它来获取全局变量，而现在这已经成为了一个禁忌。我们可怜的Singleton被揭露成了伪装成全局变量的丑恶现实。

意大利面

我喜欢意大利菜。意大利面是保存和食用小麦的绝妙方式。我非常喜欢它摆在我盘子里，但不喜欢它在我的集成开发环境中。当代码片段紧密耦合时，维护变得像噩梦：你在一个地方更改了某些内容，突然你还得在其他地方更改其他部分。代码不应该是意大利面的样子。所以我们试图制作尽可能独立的微小构建块。这样，你可以更改一个部分，其余部分保持不变。这样的独立软件单元也可以进行测试：一个单元的所有输入都应该处于控制之下，例如通过使用临时替换（模拟）。如果你的软件中任何值的变化超出了测试的控制，你无法确定测试是正确还是错误的。当你的测试软件使用在其他地方也使用的对象时，你无法对其进行测试。因此，你需要用模拟对象替换它，模仿外部对象的行为，确保它在测试期间不会发生变化。全局变量不能被模拟，因此包含全局变量的软件片段不易进行测试。依赖关系应该更加明确。这可以通过将依赖关系注入到你的代码中来实现，例如作为类构造函数的参数。这不仅使你的软件可测试，而且在一般情况下解耦了代码片段。软件应该具有高度的聚合性但低耦合性，以提高可维护性。

伪装成全局的变量

单例模式的问题在于它们经常被用作全局变量。无论何时你可以用global $myObject替换$myObject = YourSingletonClass::getInstance()，你实际上都在用不同的语法做同样的事情。它会产生相同的问题。因此，单例通常是一个代码味道，一种反模式。依赖注入可以在许多情况下提供解决方案。顺便说一下：你不需要依赖注入容器就可以使用依赖注入，但这将是另一篇文章的内容。

人类

大多数软件开发者都有人类的一面。例如：做一些简单的事情是非常诱人的，尽管你知道这可能会在长期内产生负面影响。全局变量非常容易使用，但如果明显使用它们的方法不再被接受，我们有时会使用更隐蔽的方法来实现相同的目的。注册表、服务定位器和我们古老的单例就是这样的例子。在开发者中，你还可以找到绝对化“好”和“坏”的道德概括的人类一面。一旦单例被标记为“坏”，它就不再有任何“好”的地方：它有一个静态的（坏！）getInstance()方法，并且负责其唯一性违反（坏！）单一责任原则。我认为将某些东西绝对地标记为绝对的好或坏，是训练我们以特定方式做事的一种方式。

在软件的某个部分中仅实例化一次特定的类可能是有用的。例如，存储库模式也在做这项工作。《单例》只是《不是在软件的不同部分中使用类的单个实例的最佳方式》。这是一个伪装成全局的变量。通过依赖注入，你可以实现相同的目标，同时使你的软件更好地解耦和可测试。没有必要使用单例：如果你只想有一个类的实例，那么只实例化一次。如果你需要在多个地方使用该对象，那么就去获取它。如果你发现需要推来推去大量对象，那么你的架构可能就存在问题。

Joomla!

Joomla! CMS使用单例模式进行数据库连接。实际上，它使用的是单例的兄弟，称为多例，它是一组单例：只有具有特定签名（特定选项集）的单一数据库驱动程序可以实例化。

public static function getInstance($options = array())
{
    // Sanitize the database connector options.
    // (...)

    // Get the options signature for the database connector.
    $signature = md5(serialize($options));

    // If we already have a database connector instance for these options then just use that.
    if (empty(self::$instances[$signature]))
    {

        // Derive the class name from the driver.
        $class = 'JDatabaseDriver' . ucfirst(strtolower($options['driver']));

        // If the class still doesn't exist we have nothing left to do but throw an exception. We did our best.
        if (!class_exists($class))
        {
            throw new RuntimeException(sprintf('Unable to load Database Driver: %s', $options['driver']));
        }

        // Create our new JDatabaseDriver connector based on the options given.
        try
        {
            $instance = new $class($options);
        }
        catch (RuntimeException $e)
        {
            throw new RuntimeException(sprintf('Unable to connect to the Database: %s', $e->getMessage()));
        }

        // Set the new connector to the global instances based on signature.
        self::$instances[$signature] = $instance;
    }

    return self::$instances[$signature];
}

JDatabaseDriver的getInstance()方法

如果我们总是将数据库连接传递给需要它的对象，那么依赖关系将是明确的。但现在它是隐藏的。大多数时候，我们在需要的地方产生数据库连接。这就是使用单例作为全局的一个例子。

您可以在 $config 中将数据库对象传递给模型，但如果您不这样做，则将实例化一个

public function __construct($config = array())
{
    // (...)

    // Set the model dbo
    if (array_key_exists('dbo', $config))
    {
        $this->_db = $config['dbo'];
    }
    else
    {
        $this->_db = JFactory::getDbo();
    }

    // (...)

}

JModelLegacy 构造函数的一部分

两年前，为新的 MVC 构建了一些基本类。您可以在 Joomla 框架中找到它们。当您查看 Joomla\Model\AbstracDatabaseModel 类时，您会看到其构造函数中的一个 $db 参数。这是一个 依赖注入的例子：将依赖（对数据库连接的依赖）注入到模型对象中

public function __construct(DatabaseDriver $db, Registry $state = null)
{
    $this->db = $db;
 
    parent::__construct($state);
}

Joomla\Model\AbstracDatabaseModel 的构造函数

这个新的 DatabaseModel 旨在在需要数据库连接的地方使用。不需要像现在在 Joomla CMS 模块中使用的带有静态方法的 Helper 类（另一个代码问题），因为如果数据库连接始终注入到模型中，我们就不再需要单例了。选择不同的驱动程序可以通过其他更合适的设计模式如 Builder、Bridge 或 Strategy 来完成。由于 Joomla 框架不需要向后兼容，因此可以从 Joomla\Database\DatabaseDriver 中移除 getInstance() 的单例实现。