싱글턴 패턴

Coddy PHP 여정의 객체 지향 프로그래밍 섹션에 포함된 레슨. 91개 중 71번째.

Singleton Pattern은 애플리케이션의 전체 수명 주기 동안 클래스에 하나의 인스턴스만 존재하도록 보장하는 생성 디자인 패턴입니다. 또한 해당 인스턴스에 대한 전역 접근 지점을 제공합니다.

이 패턴은 데이터베이스 연결, 구성 관리자 또는 로거와 같이 시스템 전반의 작업을 조정하기 위해 정확히 하나의 객체가 필요할 때 유용합니다. 이러한 객체의 인스턴스를 여러 개 생성하면 리소스가 낭비되거나 일관되지 않은 동작이 발생할 수 있습니다.

PHP에서 Singleton을 구현하는 방법은 다음과 같습니다:

<?php
class Database {
    private static ?Database $instance = null;
    
    private function __construct() {
        // 비공개 생성자는 직접 인스턴스화를 방지합니다
    }
    
    public static function getInstance(): Database {
        if (self::$instance === null) {
            self::$instance = new self();
        }
        return self::$instance;
    }
    
    public function query(string $sql): string {
        return "Executing: $sql";
    }
}

$db1 = Database::getInstance();
$db2 = Database::getInstance();

echo $db1 === $db2 ? "Same instance" : "Different instances";

출력:

Same instance

이 패턴은 세 가지 핵심 요소에 의존합니다. new를 직접 사용하는 것을 prevents하는 private constructor, 단일 instance를 보유하는 정적 property, 그리고 첫 번째 호출에서 instance를 생성하고 이후 호출에서 이를 returns하는 정적 method입니다.

Singleton을 진정으로 빈틈없이 만들려면 복제와 역직렬화도 prevent해야 합니다:

<?php
private function __clone() {}
public function __wakeup() {
    throw new Exception("Cannot unserialize singleton");
}

챌린지

쉬움

Singleton Pattern을 사용하여 구성 관리자를 만들어 보겠습니다. 실제 애플리케이션에서는 일반적으로 구성 설정을 위한 단일 진실 공급원을 원합니다. 여러 구성 객체가 있으면 시스템 전체에서 일관되지 않은 동작이 발생할 수 있습니다.

코드를 두 파일로 구성합니다.

Config.php: Singleton Pattern을 구현하는 Config class를 Create합니다. 구성 관리자는 다음을 수행해야 합니다.
- 설정을 private array property에 저장
- settings array를 empty로 initializes하는 private constructor 보유
- 단일 instance를 returns하는 static getInstance() method 제공
- __clone()을 private으로 만들어 cloning을 prevent
- 설정을 저장하는 set(string $key, string $value): void method 포함
- key에 대한 값을 returns하고, key가 존재하지 않으면 null을 returns하는 get(string $key): ?string method 포함
- 모든 설정을 returns하는 getAll(): array method 포함
main.php: Config 파일을 포함합니다. 두 개의 입력, 즉 key와 value를 받습니다.
Config instance를 가져온 다음, key가 "app_name"이고 value가 "MyApp"인 기본 설정을 지정합니다.

Config instance에 대한 두 번째 reference를 가져오고(getInstance()를 다시 사용), 이를 사용하여 입력에서 받은 key와 value로 다른 설정을 지정합니다.

마지막으로 Singleton이 올바르게 작동하는지 확인합니다.
- 두 reference가 동일한 object를 가리키는지에 따라 "Same instance: true" 또는 "Same instance: false"를 Print합니다(===를 사용하여 비교).
- 저장된 설정의 총 개수를 보여 주는 "Settings count: [count]"를 Print합니다(getAll()의 결과에 count()를 사용).
- 두 번째 reference를 통해 retrieved한 app_name 설정을 보여 주는 "App name: [value]"를 Print합니다.

이 challenge는 Singleton Pattern의 핵심 이점을 보여 줍니다. getInstance()를 몇 번 호출하더라도 항상 동일한 object를 얻으므로 애플리케이션의 모든 부분이 동일한 구성 상태를 공유할 수 있습니다.

직접 해보기

<?php

require_once 'Config.php';

// 입력 읽기
$key = trim(fgets(STDIN));
$value = trim(fgets(STDIN));

// TODO: Config 인스턴스를 가져와 "app_name"을 "MyApp"으로 설정

// TODO: getInstance()를 다시 사용하여 Config에 대한 두 번째 참조 가져오기

// TODO: 두 번째 참조를 사용하여 입력의 $key와 $value로 설정 지정

// TODO: 싱글톤이 작동하는지 확인:
// - Print "Same instance: true" or "Same instance: false" based on === comparison
// - Print "Settings count: [count]" showing total settings
// - 두 번째 참조를 통해 가져온 app_name을 표시하는 "App name: [value]" 출력

?>