前端设计模式：单例模式（Singleton）

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00、基本概念

单例模式（Singleton Pattern），也称单体模式，就是全局（或某一作用域范围）唯一实例，大家共享、复用一个实例对象，也可减少内存开销。单例模式应该是最基础、也最常见的设计模式了。

✅常见场景：

• 全局状态vuex，Jquery中的全局对象$，浏览器中的window、document 都算是单例。
• 公共的服务、全局配置、缓存、登录框等，全局复用一个对象。

所以实现单例模式的关键就是保障对象实例只创建一次，后续的引用都是同一个实例对象。相比于Java、C#等语言，JavaScript单线程，也没有类，单例实现还是比较容易，基于JS语言特性，有多种实现思路。

实现方式	说明
全局对象	全局环境下的var变量，或者直接挂载到全局对象window上。使用简单，但会存在全局污染，也不优雅，🚫不推荐！
构造函数.静态方法getInstance	使用构造函数的静态方法getInstance()来获取实例，唯一实例对象存储在构造函数的instance上。
虽有一定耦合，Class版本还是一种不错的方式
闭包-new	利用JS的闭包（万恶的闭包）来保存那个唯一对象实例，这样就可以new来获取唯一实例对象了
ES6模块Module	ES6的模块其实就是单例模式，模块中导出的对象就是单例的，多次导入其实是同一个引用。

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01、全局对象（不推荐）

创建一个全局对象，浏览器中全局对象一般挂载在Window上，如JQuery、loadsh就是如此实现的。

• 在全局环境中用 var 字面量申明一个对象，利用了var的变量提升 + 全局属性的特点（全局环境下的var变量会自动成为全局属性），所以慎用var。
• 直接挂载到全局对象window上。

window.jQuery = window.$ = jQuery;
window._ = lodash;

// 全局环境下的var变量会自动成为全局属性
var singleUser = {
  name: 'sam',
  id: 1001
}
// 使用
console.log(singleUser.name)  // sam
console.log(window.singleUser.name)  // sam

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02、构造函数.静态方法getInstance

统一一个入口获取对象实例，入口就是为构造函数的静态方法getInstance()（当然命名随意），在该函数中判断（静态）对象instance是否初始化，没有则创建，有则直接返回。所以实际上的唯一实例是作为静态属性，保存在构造器的instance属性上，类似Math.PI。

function GlobalUser(name) {
  this.name = name
  this.id = 1002
}
// 基于构造函数的静态函数作为统一入口，Constructor.getInstance()
GlobalUser.getInstance = function(name) {
  // 注意这里的this指向的是构造函数GlobalUser
  if (this.instance) return this.instance
  // 第一次没有创建
  return this.instance = new GlobalUser(name)
}
console.log(GlobalUser.getInstance('张三').name)   // 张三
console.log(GlobalUser.getInstance('李四').name)   // 张三，依然是张三，复用了第一次创建的实例
console.log(GlobalUser.getInstance() === GlobalUser.getInstance())  // true

ES6的Class 版本的，原理和上面一样，因为Class本质上也是基于原型的构造函数，但实现起来更优雅一些，推荐使用。

class GlobalUser {
  constructor(name) {
    this.name = name
    this.id = 1002
  }
  static getInstance(name) {
    //静态方法属于类本身，这里的this也就指向类本身
    if (!this.instance)
      this.instance = new GlobalUser(name)
    return this.instance;
  }
}
console.log(GlobalUser.getInstance('张三').name)   // 张三
console.log(GlobalUser.getInstance('李四').name)   // 张三，依然是张三，复用了第一次创建的实例
console.log(GlobalUser.getInstance() === GlobalUser.getInstance())  // true

03、闭包-new

核心思路就是利用JS的闭包（万恶的闭包）来保存那个唯一对象实例，这样就可以new来获取唯一实例对象了！基于闭包的实现方式是比较多的，下面示例只是其中一种，但基本原理都是利用闭包来保存那个"唯一实例"。

let GlobalUser = (function() {
  let instance  // 闭包保存的唯一实例对象
  return function(name) {
    if (instance) return instance
    // （首次）创建实例
    instance = { name: '张三', id: 1003 }
    return instance
  }
})()  // 立即执行，外层函数的价值就是他的闭包变量instance
console.log(new GlobalUser('张三').name)   // 张三
console.log(new GlobalUser('李四').name)   // 张三，依然是张三，复用了第一次创建的实例 
console.log(new GlobalUser() === new GlobalUser())  // true

断点输出一下日志可以看到GlobalUser的构造函数闭包

闭包版本还可以继续改进下，做成一个通用版本的单例工厂：把具体的对象示例构造器封装一下。

// 一个通用单例工厂，参数为构造器函数、Class类
let Singleton = function(Constructor) {
  let instance
  return function(...args) {
    if (instance) return instance
    // （首次）创建实例
    instance = new Constructor(...args)
    return instance
  }
}

// 构造函数
function User(name) {
  this.name = name
}
class Config {
  constructor(title) {
    this.title = title
  }
}
// 使用
let SingleUser = Singleton(User)
let u1 = new SingleUser('sam')
let u2 = new SingleUser('zhangsan')
console.log(u1 === u2, u1, u2)  //true User {name: 'sam'} User {name: 'sam'}

let GlobalConfig = Singleton(Config)
console.log(new GlobalConfig('设计') === new GlobalConfig('模式'))  // true

04、ES6模块Module

ES6的模块其实就是单例模式，模块中导出的对象就是单例的，多次导入其实是同一个引用。

回顾一下ESM：参考《ESModule模块化》

• 📢 Singleton 模式：import模块的代码只会执行一次，同一个url文件只会第一次导入时执行代码。后续任何地方import都不会执行模块代码了，也就是说，import语句是 Singleton 模式的。
• 📢 只读-共享 ：模块导入的接口的是只读的，不能修改。当然引用对象的属性值是可以修改的，不建议这么干，注意模块是共享的，导出的是一个引用，修改后其他方也会生效。

因此用ESM实现单例就比较简单了：

// 模块申明 config.js
export default {
  title: '设计模式'
}

// 使用
import config from './config.js'
console.log(config)  // {title: '设计模式'}
config.title = '修改一下'

import config2 from './config.js'
console.log(config, config2)  // {title: '修改一下'} {title: '修改一下'}

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参考资料

• 《Head First 设计模式 中文版》
• JavaScript Patterns

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