设计模式之单例模式

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小牛编辑

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2023-12-01

介绍

从本章开始，我们会逐步介绍在JavaScript里使用的各种设计模式实现，在这里我不会过多地介绍模式本身的理论，而只会关注实现。OK，正式开始。

在传统开发工程师眼里，单例就是保证一个类只有一个实例，实现的方法一般是先判断实例存在与否，如果存在直接返回，如果不存在就创建了再返回，这就确保了一个类只有一个实例对象。在JavaScript里，单例作为一个命名空间提供者，从全局命名空间里提供一个唯一的访问点来访问该对象。

正文

在JavaScript里，实现单例的方式有很多种，其中最简单的一个方式是使用对象字面量的方法，其字面量里可以包含大量的属性和方法：

var mySingleton = {
    property1: "something",
    property2: "something else",
    method1: function () {
        console.log('hello world');
    }
};

如果以后要扩展该对象，你可以添加自己的私有成员和方法，然后使用闭包在其内部封装这些变量和函数声明。只暴露你想暴露的public成员和方法，样例代码如下：

var mySingleton = function () {

    /* 这里声明私有变量和方法 */
    var privateVariable = 'something private';
    function showPrivate() {
        console.log(privateVariable);
    }

    /* 公有变量和方法（可以访问私有变量和方法） */
    return {
        publicMethod: function () {
            showPrivate();
        },
        publicVar: 'the public can see this!'
    };
};

var single = mySingleton();
single.publicMethod();  // 输出 'something private'
console.log(single.publicVar); // 输出 'the public can see this!'

上面的代码很不错了，但如果我们想做到只有在使用的时候才初始化，那该如何做呢？为了节约资源的目的，我们可以另外一个构造函数里来初始化这些代码，如下：

var Singleton = (function () {
    var instantiated;
    function init() {
        /*这里定义单例代码*/
        return {
            publicMethod: function () {
                console.log('hello world');
            },
            publicProperty: 'test'
        };
    }

    return {
        getInstance: function () {
            if (!instantiated) {
                instantiated = init();
            }
            return instantiated;
        }
    };
})();

/*调用公有的方法来获取实例:*/
Singleton.getInstance().publicMethod();

知道了单例如何实现了，但单例用在什么样的场景比较好呢？其实单例一般是用在系统间各种模式的通信协调上，下面的代码是一个单例的最佳实践：

var SingletonTester = (function () {

    //参数：传递给单例的一个参数集合
    function Singleton(args) {

        //设置args变量为接收的参数或者为空（如果没有提供的话）
        var args = args || {};
        //设置name参数
        this.name = 'SingletonTester';
        //设置pointX的值
        this.pointX = args.pointX || 6; //从接收的参数里获取，或者设置为默认值
        //设置pointY的值
        this.pointY = args.pointY || 10;

    }

    //实例容器
    var instance;

    var _static = {
        name: 'SingletonTester',

        //获取实例的方法
        //返回Singleton的实例
        getInstance: function (args) {
            if (instance === undefined) {
                instance = new Singleton(args);
            }
            return instance;
        }
    };
    return _static;
})();

var singletonTest = SingletonTester.getInstance({ pointX: 5 });
console.log(singletonTest.pointX); // 输出 5

其它实现方式

方法1：

function Universe() {

    // 判断是否存在实例
    if (typeof Universe.instance === 'object') {
        return Universe.instance;
    }

    // 其它内容
    this.start_time = 0;
    this.bang = "Big";

    // 缓存
    Universe.instance = this;

    // 隐式返回this
}

// 测试
var uni = new Universe();
var uni2 = new Universe();
console.log(uni === uni2); // true

方法2：

function Universe() {

    // 缓存的实例
    var instance = this;

    // 其它内容
    this.start_time = 0;
    this.bang = "Big";

    // 重写构造函数
    Universe = function () {
        return instance;
    };
}

// 测试
var uni = new Universe();
var uni2 = new Universe();
uni.bang = "123";
console.log(uni === uni2); // true
console.log(uni2.bang); // 123

方法3：

function Universe() {

    // 缓存实例
    var instance;

    // 重新构造函数
    Universe = function Universe() {
        return instance;
    };

    // 后期处理原型属性
    Universe.prototype = this;

    // 实例
    instance = new Universe();

    // 重设构造函数指针
    instance.constructor = Universe;

    // 其它功能
    instance.start_time = 0;
    instance.bang = "Big";

    return instance;
}


// 测试
var uni = new Universe();
var uni2 = new Universe();
console.log(uni === uni2); // true

// 添加原型属性
Universe.prototype.nothing = true;

var uni = new Universe();

Universe.prototype.everything = true;

var uni2 = new Universe();

console.log(uni.nothing); // true
console.log(uni2.nothing); // true
console.log(uni.everything); // true
console.log(uni2.everything); // true
console.log(uni.constructor === Universe); // true

方式4:

var Universe;

(function () {

    var instance;

    Universe = function Universe() {

        if (instance) {
            return instance;
        }

        instance = this;

        // 其它内容
        this.start_time = 0;
        this.bang = "Big";
    };
} ());

//测试代码
var a = new Universe();
var b = new Universe();
alert(a === b); // true
a.bang = "123";
alert(b.bang); // 123

参考资料

https://github.com/shichuan/javascript-patterns/blob/master/design-patterns/singleton.html

http://www.addyosmani.com/resources/essentialjsdesignpatterns/book/#singletonpatternjavascript