深入理解 PHP 框架里的设计模式
在 PHP 开发生态中，设计模式几乎是每个开发者都会接触的概念。无论是在业务代码中组织结构，还是阅读框架源码时，设计模式都在悄无声息地发挥作用。GitHub 上的 DesignPatternsPHP 项目，展示了 PHP 常见的设计模式，提供了清晰、简洁的示例。结合 Laravel 和 ThinkPHP 框架，这些模式在实际应用中也有明确的映射。
理解设计模式不仅是为了学术上的完整性，更重要的是帮助我们在复杂业务场景中组织代码，提升可维护性和扩展性。框架内部的很多机制，本质上都是模式的落地应用，而不是孤立存在的概念。把模式和框架联系起来分析，有助于我们从整体架构的角度看待问题。
设计模式的分类
设计模式按照用途和关注点大体可以分为三类：创建型（Creational）、结构型（Structural）、行为型（Behavioral）。理解这些分类可以在选择和应用模式时更加系统。
创建型（Creational）
创建型模式关注对象的创建过程，通过封装复杂的实例化逻辑来降低耦合。典型模式包括工厂模式、单例模式、建造者模式和原型模式。在 PHP 框架中，创建型模式常见于服务实例管理、数据库连接、缓存驱动和日志系统等场景，帮助开发者把对象创建和业务逻辑分离，保证应用的灵活性和一致性。
结构型（Structural）
结构型模式关注类或对象之间的组合方式，使复杂结构更加清晰和易于复用。常见模式有适配器、装饰器、代理和组合模式。在框架中，结构型模式常用于中间件、路由、服务包装器和接口适配等场景。它能够让业务代码在不修改原有类的前提下扩展功能，降低耦合。
行为型（Behavioral）
行为型模式关注对象之间的交互和职责分配，帮助实现灵活可扩展的业务逻辑。常见模式有观察者模式、策略模式、责任链模式和模板方法。在 Laravel 和 ThinkPHP 中，行为型模式体现在事件系统、任务调度、验证策略等场景。通过解耦事件触发和处理逻辑，行为型模式提升了系统的可维护性和扩展性。
单例模式
确保类只有一个实例
单例模式是一种创建型模式，它保证类在应用中只有一个实例，并提供全局访问点。这种模式非常适合用于管理全局共享资源，如数据库连接、缓存实例和日志管理。
在 Laravel 中，服务容器（Service Container）实现了单例模式的思想。例如数据库连接通过 DB::connection() 获取实例，应用生命周期内保持唯一，缓存管理通过 Cache::store('redis') 获取 Redis 实例，日志系统通过 Log::channel('daily') 保持一致的日志通道配置。
在 ThinkPHP 中，单例模式的应用同样广泛。数据库连接通过 Db::connect() 创建并复用实例，缓存管理通过 Cache::store('redis') 提供统一访问，日志记录通过 Log::record() 管理日志通道。这些实现确保了共享资源的统一管理，避免重复创建对象，提高性能和一致性。
工厂模式
创建对象的统一入口
工厂模式是一种创建型模式，它提供一个接口用于创建对象，而无需指定具体类的实现。工厂模式帮助分离对象创建逻辑和使用逻辑，提高代码的灵活性和可维护性。
在 Laravel 中，工厂模式被广泛应用于服务创建和管理。数据库连接通过 DB::connection() 隐藏了具体数据库类型的实例化逻辑，缓存管理通过 Cache::store('redis') 允许在不同缓存驱动之间切换，队列管理通过 Queue::connection('redis') 支持多种队列驱动的创建和管理。这些应用展示了工厂模式在框架内部的实际价值。
ThinkPHP 同样在数据库连接、缓存管理和日志管理中应用了工厂模式。通过 Db::connect() 可以获取不同数据库类型的连接，Cache::store('redis') 支持多种缓存驱动，日志系统通过 Log::record() 管理不同日志通道。这种模式使框架在实例化服务时灵活、可扩展，调用方无需关心内部实现细节。
依赖注入模式
解耦与灵活
依赖注入（Dependency Injection, DI）是一种行为型模式，也是控制反转（IoC）的核心。它通过将依赖对象从外部传入，使类不再负责自己创建依赖，从而实现代码解耦和易于测试。
在 Laravel 中，控制器方法的参数自动注入就是依赖注入的体现。例如方法参数可以直接接收 Request 或自定义服务类，框架自动通过容器解析并传入实例。服务容器管理的单例对象、绑定接口与实现，也都是依赖注入的一部分。
ThinkPHP 也提供了类似机制。使用 invokeClass 或行为扩展时，框架会自动注入所需依赖，开发者无需手动创建对象。通过依赖注入，框架实现了模块之间的松耦合，提升了代码复用性和测试便利性。
策略模式
可切换的业务逻辑
策略模式是一种行为型模式，它定义一系列算法或业务逻辑，并允许它们互相替换，而不影响调用方。策略模式常用于支付方式、权限验证和缓存策略等场景。
在 Laravel 中，Auth 系统中的多 guard 机制就是策略模式的应用。不同 guard 对应不同认证策略，例如 session、token 或 jwt，应用可以根据需求切换。ThinkPHP 中缓存系统也使用策略模式，通过 Cache::store() 支持 file、redis、memcached 等多种策略，实现灵活切换。
策略模式的价值在于，将可变的业务逻辑抽离成独立策略，调用方只需选择策略即可，降低了条件判断的复杂度。
观察者模式
事件驱动与解耦
观察者模式是一种行为型模式，用于实现对象间的订阅和通知机制。当被观察对象状态变化时，所有依赖的观察者都会收到通知。它在事件驱动编程中非常常见。
在 Laravel 中，事件系统通过 Event::listen 和 dispatch 实现观察者模式。应用触发事件时，所有注册的监听器都会被调用，从而实现模块之间的松耦合。ThinkPHP 的行为扩展（Hook）机制也体现了观察者模式，通过事件绑定，开发者可以在不修改核心逻辑的情况下扩展功能。
观察者模式的价值在于解耦触发者和响应者，提升系统扩展性，同时保证核心业务逻辑的独立性。
框架中的设计模式价值
从 Laravel 和 ThinkPHP 的实例可以看到，设计模式在框架中早已融入日常开发。单例模式保证资源统一管理，工厂模式提供灵活创建入口，依赖注入解耦模块依赖，策略模式实现业务逻辑的可替换，观察者模式提供事件驱动能力。这些模式不仅提升了框架的可维护性，也为开发者提供了清晰的设计思路。
理解模式的应用，能够帮助开发者更快掌握框架内部运作原理，更合理地组织业务代码，并在扩展功能时保持代码的清晰和可维护性。设计模式不是框架的附属品，而是开发者在面对复杂业务时的一种思路工具。
写在最后
如果你希望深入理解 PHP 中的设计模式，GitHub 上的 DesignPatternsPHP 仓库是一个非常值得参考的资源。该项目提供了多种设计模式的示例代码，涵盖了创建型、结构型和行为型模式，适用于 PHP 8.x 版本。希望这个资源能帮助你更好地理解和应用设计模式，提升你的 PHP 开发技能。