JavaScript單例模式的介紹和使用

本篇文章將介紹JavaScript設(shè)計(jì)模式中的單例模式。有一定的參考價值，閱讀完整文相信大家對JavaScript設(shè)計(jì)模式中的單例模式有了一定的認(rèn)識。

• 概念

顧名思義，只有一個實(shí)例

定義：保證一個類僅有一個實(shí)例，并提供一個訪問它的全局訪問點(diǎn)

看到這樣的定義，你的腦海中是否會冒出 全局變量 的概念呢。不可否認(rèn)，全局變量是符合單例模式的概念的。但是，我們通常不會也不應(yīng)該將它作為一個單例來使用，原因有以下兩點(diǎn)：

• 全局命名污染

• 不易維護(hù)，容易被重寫覆蓋

在 ES6 之前，我們通常會使用一個構(gòu)造函數(shù)來模擬一個類，現(xiàn)在我們也可以直接使用 class 關(guān)鍵字來創(chuàng)建一個類，雖然其本質(zhì)也是原型

想要保證一個類僅有一個實(shí)例，我們需要提供一個變量來標(biāo)志當(dāng)前是否已經(jīng)為一個類創(chuàng)建過實(shí)例。所以，單例模式的核心就是：確保只有一個實(shí)例，并提供全局訪問

圍繞這個核心，我們也就基本清楚了單例模式的實(shí)現(xiàn)方式

實(shí)現(xiàn)

基礎(chǔ)版

根據(jù)單例模式的定義，我們可以用以下方式簡單實(shí)現(xiàn)

var Singleton = function(name){    
  this.name = name
}

Singleton.instance = null // 初始化一個變量Singleton.getInstance = function(name) {// 判斷這個變量是否已經(jīng)被賦值，如果沒有就使之為構(gòu)造函數(shù)的實(shí)例化對象// 如果已經(jīng)被賦值了就直接返回
  if(!this.instance) {   
   this.instance = new Singleton(name)
   }    
  return this.instance
}
var a = Singleton.getInstance('Tadpole')
var b = Singleton.getInstance('Amy')
a === b // true

以上代碼，清晰的反映出了單例模式的定義。通過一個中間變量的方式，只初始化一個實(shí)例，所以最終 a 和 b 是完全相等的

我們也可以用 ES6 的 class 關(guān)鍵字來實(shí)現(xiàn)

class Singleton {    
    constructor(name){   
        this.name = name     
      this.instance = null
  }    
  // 提供一個接口對類進(jìn)行實(shí)例化
    static getInstance(name) { 
        if(!this.instance) { 
          this.instance = new Singleton(name)
      }       
      return this.instance
   }
}

不難發(fā)現(xiàn)，ES6 的實(shí)現(xiàn)方式和我們通過構(gòu)造函數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)基本是一致的

存在問題：

• 不夠 透明，我們需要約束類實(shí)例化的調(diào)用方式

• 耦合度過高，功能業(yè)務(wù)代碼耦合在一起不利于后期維護(hù)

構(gòu)造函數(shù)

讓我們對上面的方式做一個簡單的修改

// 將變量直接掛在構(gòu)造函數(shù)上面，最終將其返回
  function Singleton(name) {   
     if(typeof Singleton.instance === 'object'){ 
        return Singleton.instance
     }  
     this.name = name
      return Singleton.instance = this
 }  
 // 正常創(chuàng)建實(shí)例
 
 var a = new Singleton('Tadpole')
 var b = new Singleton('Amy')

解決了基礎(chǔ)版類不夠 透明 的問題，可以使用 new 關(guān)鍵字來初始化實(shí)例，但同時也存在著新的問題

• 判斷 Single.instance 類型來返回，可能得不到預(yù)期結(jié)果

• 耦合度過高

這種方式也可以通過 ES6 方式來實(shí)現(xiàn)

// 將 constructor 改寫為單例模式的構(gòu)造器
class Singleton {    
constructor(name) {    
    this.name = name 
    if(!Singleton.instance) {
       Singleton.instance = this
    }       
    return Singleton.instance
  }
}

閉包

通過單例模式的定義，想要保證只有一個實(shí)例并且可以提供全局訪問。那么，閉包肯定也是可以實(shí)現(xiàn)這樣的需求

var Singleton = (function () {  
var SingleClass = function () {}; 
var instance; 
return function () {      
 if (!instance) { 
    instance = new SingleClass() // 如果不存在 則new一個
 }        
 return instance;
}
})()

通過閉包的特性，保存一個變量并最終將其返回，提供全局訪問

同樣的，以上的代碼還是沒有解決耦合度的問題

讓我們仔細(xì)觀察這一段代碼，如果我們將其中構(gòu)造函數(shù)的部分提取到外部，是否就實(shí)現(xiàn)了功能的分離呢

代理實(shí)現(xiàn)

修改一下上面的代碼

function Singleton(name) {   
 this.name = name
}
var proxySingle = (function(){  
  var instance 
  return function(name) {  
    if(!instance) {
      instance = new Singleton(name)
    }  
  return instance
 }
})()

將創(chuàng)建函數(shù)的步驟從函數(shù)中提取出來，把負(fù)責(zé)管理單例的邏輯移到了代理類 proxySingle 中。這樣做的目的就是將 Singleton 這個類變成一個普通的類，我們就可以在其中單獨(dú)編寫一些業(yè)務(wù)邏輯，達(dá)到了邏輯分離的效果

我們現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了邏輯分離的效果，并且也不 透明 了。但是，這個負(fù)責(zé)代理的類是否已經(jīng)完全符合我們的要求呢，答案是否定的。設(shè)想一下，如果我們的構(gòu)造函數(shù)有多個參數(shù)，我們是不是也應(yīng)該在代理類中體現(xiàn)出來呢

那么，有沒有更通用一些的實(shí)現(xiàn)方式呢

通用惰性單例

在前面的幾個回合，我們已經(jīng)基本完成了單例模式的創(chuàng)建?，F(xiàn)在，我們需要尋求一種更通用的方式解決之前留下來的問題

試想一下，如果我們將函數(shù)作為一個參數(shù)呢

// 將函數(shù)作為一個參數(shù)傳遞
var Singleton = function(fn) { 
   var instance
   return function() {        // 通過apply的方式收集參數(shù)并執(zhí)行傳入的參數(shù)將結(jié)果返回
     return instance || (instance = fn.apply(this, arguments))
   }
}

這種方式最大的優(yōu)點(diǎn)就是相當(dāng)于緩存了我們想要的結(jié)果，并且在我們需要的時候才去調(diào)用它，符合封裝的單一職責(zé)

應(yīng)用

前面有說過，所有的模式都是從實(shí)踐中總結(jié)而來，下面就讓我們來看看它在實(shí)際開發(fā)中都有哪些應(yīng)用吧

通過單例模式的定義我們不難想出它在實(shí)際開發(fā)中的用途，比如：全局遮罩層

一個全局的遮罩層我們不可能每一次調(diào)用的時候都去創(chuàng)建它，最好的方式就是讓它只創(chuàng)建一次，之后用一個變量將它保存起來，再次調(diào)用的時候直接返回結(jié)果即可

單例模式就很符合我們這樣的需求

// 模擬一個遮罩層var createDiv = function () {    
        var div = document.createElement('div')
    div.style.width = '100vw'
    div.style.height = '100vh'
    div.style.backgroundColor = 'red'
    document.body.appendChild(div)  
    return div
}// 創(chuàng)建出這個元素var createSingleLayer = Singleton(createDiv)document.getElementById('btn').onclick = function () {    // 只有在調(diào)用的時候才展示
    var divLayer = createSingleLayer()
}

當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中還是有很多適用場景的，比如登錄框，還有我們可能會使用到的 Vux 之類的狀態(tài)管理工具，它們實(shí)際上都是契合單例模式的

后記

單例模式是一種簡單而又實(shí)用的模式，通過創(chuàng)建對象和管理單例的兩個方法，我們就可以創(chuàng)造出很多實(shí)用且優(yōu)雅的應(yīng)用。當(dāng)然，它也有自身的缺點(diǎn)，比如只有一個實(shí)例。

看完上述內(nèi)容，你們對JavaScript單例模式有進(jìn)一步的了解嗎？如果還想學(xué)到更多技能或想了解更多相關(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀。