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php 设计模式之工厂模式、单例模式、注册树模式

嘟噜聪2016/01/24 19:03:58 3439人已阅

简介 在软件工程中,创建型设计模式承担着对象创建的职责,尝试创建适合程序上下文的对象,对象创建设计模式的产生是由于软件工程设计的问题,具体说是向设计中增加复杂度,创建型设计模式解决了程序设计中对象创建的问题。PHP的设计模式有很多种,本文取最简单的三种模式: 工厂模式、单例模式和注册树模式进行简单的讲解。

设计模式之工厂模式、单例模式、注册树模式

在软件工程中,创建型设计模式承担着对象创建的职责,尝试创建适合程序上下文的对象,对象创建设计模式的产生是由于软件工程设计的问题,具体说是向设计中增加复杂度,创建型设计模式解决了程序设计中对象创建的问题。PHP的设计模式有很多种,本文取最简单的三种模式: 工厂模式、单例模式和注册树模式进行简单的讲解。

工厂模式

用工厂方法或者类生成对象,而不是代码中直接使用 new 关键字

比如咱们要做一个连接数据库的操作,平时都是用mysql。那突然有一天mysql收费了,咋办?那我们就用Sqlite作来数据库。如果以传统的方式创建一个数据库连接类的话是需要使用关键字new MysqlDrive()把这个数据库实例化,一旦数据库变更成的话就需要把所有的new MysqlDrive()变更成new SqliteDrive() 这样替换比较麻烦,并且还容易出错。所以,下面的工厂模式可以很好的解决这一问题。

废话不多说,演示一遍就明白了

先看一下目录结构吧本文演示的全部是遵循PSR-4的编码规范,当然,是在vendor/目录下,如果没有请自己行执行命令composer dumpatuoload 如果您没有安装composer那就请看下面文章:

《集成 Composer 包依赖管理》

以下是我的目录结构:

自动忽略DependencyInjection 跟HttpFoundation目录,这是我计划下次写的东西,嘻嘻...


先看看主要文件的代码吧:

tests/这个目录是为了让咱们方便测试的目录,也就是单元测试目录

文件: tests/bootstrap.php

include_once __DIR__."/../../../composer/ClassLoader.php";

$loader = new \Composer\Autoload\ClassLoader();

$vendorDir = dirname(dirname(__FILE__));
$baseDir = dirname($vendorDir);

$classMaps = [
    'Dudulu\\' => [$vendorDir."/src/"]
];

foreach ($classMaps as $namespace => $path) {
    $loader->setPsr4($namespace, $path);
}

$loader->register(true);

咱们需要测试的驱动类MysqlDerive.php

文件: src/DesignPatterns\FactoryMode\DB\MysqlDrive.php

namespace Dudulu\DesignPatterns\FactoryMode;

use Dudulu\DesignPatterns\DB\MysqlDrive;

/**
 * Class Factory
 * @package Dudulu\DesignPatterns\FactoryMode
 */
class Factory
{

    /**
     * @return MysqlDrive
     */
    public static function database()
    {
        return new MysqlDrive();
    }
}

为了强制让每种驱动都要有一个连接方式,所以我们需要一个Interface。

文件: src/DesignPatterns/DB/Interfaces/DriveInterface.php

namespace Dudulu\DesignPatterns\DB\Interfaces;


/**
 * Interface DriveInterface
 * @package Dudulu\DesignPatterns\DB\Interfaces
 */
interface DriveInterface
{
    /**
     * @return mixed
     */
    public function connection();
}

普通模式

先看一个普通demo,直接实例化MysqlDrive对象

include_once "../bootstrap.php";

use Dudulu\DesignPatterns\DB\MysqlDrive;

class FactoryTest extends PHPUnit_Framework_TestCase {

    public function testConnection()
    {
        $db = new MysqlDrive();

        $this->assertEquals(true, $db->connection());
    }
}

进入src/tests/DesignPattens目录.

命令行执行: phpunit FactoryTest.php可以发现这样是好使的...

工厂模式

工厂模式 是一种类,它具有为您创建对象的某些方法。您可以使用工厂类创建对象,而不直接使用 new。这样,如果您想要更改所创建的对象类型,只需更改该工厂即可。使用该工厂的所有代码会自动更改。

首先咱们先创建一个Factory.php作为工厂类,然后里边实现一个静态方法对相数据库驱动进行实例化。

文件: src/DesignPatterns/FactoryMode/Factory.php

namespace Dudulu\DesignPatterns\FactoryMode;

use Dudulu\DesignPatterns\DB\MysqlDrive;

/**
 * Class Factory
 * @package Dudulu\DesignPatterns\FactoryMode
 */
class Factory
{

    /**
     * @return MysqlDrive
     */
    public static function database()
    {
        return new MysqlDrive();
    }
}

创建完后,咱们回到单元测试文件FactoryTest.php

文件: tests/DesignPattens/FactoryTest.php

include_once "../bootstrap.php";

use Dudulu\DesignPatterns\FactoryMode\Factory;

class FactoryTest extends PHPUnit_Framework_TestCase {

    public function testConnection()
    {
        $db = Factory::database();

        $this->assertEquals(true, $db->connection());
    }
}

再执行一下单元测试命令发现,也能返回成功,这样的话我们就能很方便的修改任何驱动了。如果我们从mysql换到sqlite了,那么,咱们主要的代码都不需要更变,只要在Factory.phpconnection方法的边接方式修改完就好了,非常方便。

单例模式

使某个类的对象仅允许创建一个

某些应用程序资源是独占的,因为有且只有一个此类型的资源。比如,数据库的连接的独占。希望在应用程序中共享数据库连接,因为在保持连接打开或关闭时,它是一种开销,在获取单个页面的过程中更是如此。

比如咱们连接数据库时,如果不使用单例模式,多个地方都对数据类进行了实例化,那么这样会造能很多资源浪费,为了解决这问题,对于数据库类我们只需要实例化一次,后面再次调用它是如果已经实例化,那就直接返回。

来,我们拿一个类来玩一玩...

文件: src/DesignPatterns/SingletonMode/SingletonDB.php

我们创建这个类,然后将构造方法私有化,这样的话我们就无法使用new关键字对这个类进行实例化了。

namespace Dudulu\DesignPatterns\SingletonMode;


use Dudulu\DesignPatterns\DB\Interfaces\DriveInterface;

/**
 * Class SingletonDB
 * @package Dudulu\DesignPatterns\SingletonMode
 */
class SingletonDB implements DriveInterface
{

    /**
     * SingletonDB constructor.
     */
    private function __construct()
    {

    }

    /**
     * @return bool
     */
    public function connection()
    {
        return true;
    }
}

那么我们要如何使用这个对象呢?我们需要一个受保护的成员和一个静态方法:

	/**
     * @var SingletonDB
     */
    protected static $db;
    
    /**
     * @return SingletonDB
     */
    public static function getInstance()
    {
        if (self::$db) {
            return self::$db;
        }
        self::$db = new self();
        return self::$db;
    }

这个方法很好理解,简单意思就是如果当前属性已经被设置过了,那就不再进行实例化,而是直接返回,否则实例化当前对象并返回。

与测试上面的方法一样,测玩玩...

创建测试的文件: tests/DesignPattens/SingletonDBTest.php

include_once "../bootstrap.php";

use Dudulu\DesignPatterns\SingletonMode\SingletonDB;

/**
 * Class SingletonDBTest
 */
class SingletonDBTest extends PHPUnit_Framework_TestCase
{
    /**
     * @return void
     */
    public function testConnection()
    {
        $db = SingletonDB::getInstance();

        $this->assertEquals(true, $db->connection());
    }
}

执行命令: phpunit SingletonDBTest.php 发现也是可以执行成功的。

如果不信的话,你可以试试多执行几次SingletonDB::getInstance(); 然后在 getInstance() 方法体里做一个计数器,看看它实例化过几次。

注册树模式

主要用来解决全局共享和交换对象

这个也很好理解,因为我们在框架中经常用到。

注册树模式当然也叫注册模式,注册器模式。之所以我在这里矫情一下它的名称,是因为我感觉注册树这个名称更容易让人理解。注册树模式通过将对象实例注册到一棵全局的对象树上,需要的时候从对象树上采摘的模式设计方法。

咱们结合工厂模式及单例模式做一个小例子:

创建文件: src/DesignPatterns/RegisterMode/Register.php

namespace Dudulu\DesignPatterns\RegisterMode;


/**
 * Class Register
 * @package Dudulu\DesignPatterns\RegisterMode
 */
class Register
{
    /**
     * @var array
     */
    protected static $classMaps = [];

    /**
     * @param $alias
     * @param $class
     * @return void
     */
    public static function set($alias, $class )
    {
        self::$classMaps[$alias] = $class;
    }

    /**
     * @param $alias
     * @return mixed
     */
    public static function get($alias )
    {
        return self::$classMaps[$alias];
    }
}

然后创建一个单例模式的DB类DemoDB.php:

文件: src/DesignPatterns/DB/DemoDB.php

namespace Dudulu\DesignPatterns\DB;


use Dudulu\DesignPatterns\DB\Interfaces\DriveInterface;

class DemoDB implements DriveInterface
{
    /**
     * @var DemoDB
     */
    protected static $db;

    /**
     * SingletonDB constructor.
     */
    private function __construct()
    {

    }

    /**
     * @return DemoDB
     */
    public static function getInstance()
    {
        if (self::$db) {
            return self::$db;
        }
        self::$db = new self();
        return self::$db;
    }

    /**
     * @return bool
     */
    public function connection()
    {
        return true;
    }
}

再工厂模式文件上加入注册方式代码:

文件: src/DesignPatterns/FactoryMode/Factory.php

	use Dudulu\DesignPatterns\RegisterMode\Register;

	/**
     * @return DemoDB
     */
    public static function testDb()
    {
        $db = DemoDB::getInstance();

        Register::set('DB', $db);

        return $db;
    }

最后咱们验证一下:

tests/目录下创建RegisterTest.php文件

include_once "../bootstrap.php";

use Dudulu\DesignPatterns\RegisterMode\Register;
use Dudulu\DesignPatterns\DB\DemoDB;

/**
 * Class RegisterTest
 */
class RegisterTest extends PHPUnit_Framework_TestCase
{
    /**
     * @return void
     */
    public function testConnection()
    {
        Register::set('DB', DemoDB::getInstance());

        $db = Register::get('DB');

        $this->assertEquals(true, $db->connection());
    }
}

OK 走一个phpunit RegisterTest.php

返回OK,好棒好棒...☆〜(ゝ。∂)

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  / )))    _
`/ イ~   (((ヽ
(  ノ      ̄Y\
| (\ ∧_∧ | )
ヽ ヽ`( `o´ )/ノ/
 \ | ⌒Y⌒ / /
  |ヽ  |  ノ/
  \トー仝ーイ
   |

GitHub: https://github.com/icowan/dudulu

如果有时间,下次我再写些关于其他设计模式的文章...

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