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JavaScript设计模式与开发实践 - 单例模式

引言

本文摘自《JavaScript设计模式与开发实践》

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。

单例模式是一种常用的模式,有一些对象我们往往只需要一个,比如线程池、全局缓存、浏览器中的window对象等。

模式定义

保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。

模式实现

接近传统面向对象语言的实现

下面的实现是接近传统面向对象语言中的实现,单例对象从“类”中创建而来。在以类为中心的语言中,这是很自然的做法。比如在Java中,如果需要某个对象,就必须先定义一个类,对象总是从类中创建而来的。


// 创建div类:CreateDiv
var CreateDiv = function(html) {this.html = html;this.init(); };CreateDiv.prototype.init = function() {var div = document.createElement('div');div.innerHTML = this.html;document.body.appendChild(div); };
// 代理类:proxySingletonCreateDiv,这里引进代理类,是为了将创建div与单例的实现分离开来,方便扩展
var ProxySingletonCreateDiv = (function() {var instance;return function(html) {if (!instance) {instance = new CreateDiv(html);}return instance;} })();var a = new ProxySingletonCreateDiv('sven1'); var b = new ProxySingletonCreateDiv('sven2');console.log(a === b);
// ture

运用JavaScript特性的实现

JavaScript其实是一门无类(class-free)语言,也正因为如此,生搬单例模式的概念并无意义。在JavaScript中创建对象的方法非常简单,既然我们只需要一个“唯一”的对象,为什么要为它先创建一个“类”呢?这无异于穿棉衣洗澡,传统的单例模式实现在JavaScript中并不适用。

单例模式的核心是确保只有一个实例,并提供全局访问。因此在JavaScript里把全局变量当成单例来使用,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。

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!'

当然,为了节约资源的目的,我们可以只在使用的时候才初始化该单例,实现的方式就是在另一个方法中进行初始化:

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();

其它实现

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

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