JavaScript设计模式及代码实现——单例模式

单例模式

1 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。

2 应用时机#

1. 当一个类的实例被频繁使用，如果重复创建这个实例，会无端消耗资源。比如 dialog 弹窗会被全局重复使用
2. 业务功能本身决定了全局只能有唯一的实例。比如 redux 管理的数据，只能有唯一的一份

3 应用场景#

1. 对于前端应用的许多基本组件：比如 dialog、message等等，会被全局频繁使用，就应该维护一个全局唯一的实例，避免重复创建带来不必要的资源消耗。业务组件也同理：比如购物车组件、登录弹窗组件等
2. 对于一些通用的工具库，经常会使用单例模式。比如我们通常会创建一个全局唯一的 axios 实例来发起网络请求
3. 对于 redux、vuex 等状态管理库，都采用全局唯一的 store 来存储应用状态数据

等等 ……

4 代码实现#

4.1 全局变量和命名空间#

根据单例模式的定义

// 维护类 A 的唯一实例
class A {}
window.a = new A(); // 或 global.a = new A(); 浏览器用 window

这种方法存在很明显的缺陷，因为同一项目的所有程序员都可以定义全局的变量 a，很容易造成全局污染。

解决办法是设定一个自己的命名空间来和其他人区分

// 比如我设定自己的命名空间 JiMing
window.JiMing = {
	a: new A()
}

如果使用 TypeScript ，可以使用关键字 namespace

namespace JiMing {
  export const a = new A();
}

4.2 惰性单例#

上述实现中，我们直接在全局创建了类 A 的单一实例，无论其是否被使用，这在某些场景会造成资源浪费。有时我们希望在用到的时候再创建实例

如下代码利用立即执行函数和闭包来得到 A 的单例获取函数：getSingletonOfA

class A {}
const getSingletonOfA = (() => {
  let instance;
  return () => {
    return (instance ??= new A());
  };
})();

只有在调用getSingletonOfA才会创建 A 的实例，并且会在闭包中将其储存在 instance 中，重复调用getSingletonOfA会获取相同的实例

const a1 = getSingletonOfA();
const a2 = getSingletonOfA();
console.log(a1 === a2); // true

上述方法能够满足单例模式，但是不够通用，改造如下

const createSingletonUtil = (className) => {
  let instance;
  return () => {
    return (instance ??= new className());
  };
};

我们封装一个工具函数createSingletonUtil，调用该函数后可以获得任意类的“单例获取函数”

const getSingletonOfA = createSingletonUtil(A);
const a3 = getSingletonOfA();
const a4 = getSingletonOfA();
console.log(a3 === a4); // true

createSingletonUtil 的 TypeScript 实现如下：

class A {}
const createSingletonUtil = (className: new () => T) => {
  let instance: T;
  return () => {
    return (instance ??= new className());
  };
};
 
const getSingletonOfA = createSingletonUtil(A);
const a1 = getSingletonOfA();
const a2 = getSingletonOfA();
console.log(a1 === a2);

当然惰性单例也有缺点，对于某些类，如果创建实例需要较长时间，这时在用到的时候再创建恐怕来不及，可能会产生其他副作用，比如造成页面卡顿。在此场景下，在应用初始化时就创建其实例或许会有更好的用户体验

上述两种方法根据不同的业务场景择一使用即可

公众号【今天也要写bug】(op-bot)提问答疑