【设计模式小书】用最简单的方式聊一下单例模式

**单例模式**是一种重要的设计模式，它在软件开发中发挥着关键作用。在本文中，我们将探讨单例模式的原理、用途以及如何在JavaScript中实现它。最后我们还将通过一个生动的场景来帮助您更好地理解这一模式的原理和用途。 Here we go...

首先我们先从维基百科来初步了解下单例模式的定义是什么

单例模式 ，也叫单子模式，是一种常用的软件设计模式，属于创建型模式的一种。在应用这个模式时，单例对象的类必须保证只有一个实例存在。许多时候整个系统只需要拥有一个的全局对象，这样有利于我们协调系统整体的行为。比如在某个服务器程序中，该服务器的配置信息存放在一个文件中，这些配置数据由一个单例对象统一读取，然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息。这种方式简化了在复杂环境下的配置管理。

一段如八股文般的解释，味如嚼蜡...

简单来说，单例模式是一种创建型设计模式，其核心思想是确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。这意味着无论在何处创建对象，都将返回相同的实例。单例模式通常用于需要全局配置、管理资源、控制某些资源访问权限等情况。

那具体的应用场景有哪些呢？分四个场景：

全局状态管理： 单例模式可用于管理全局应用程序状态，确保所有组件都共享相同的状态对象。
配置管理： 单例模式可用于管理应用程序的配置，以确保所有部分使用相同的配置数据。
资源管理： 单例模式可用于管理共享资源，例如数据库连接池、线程池等。
日志记录： 单例模式可用于创建全局的日志记录器，使得在应用程序的任何地方都可以记录日志。

那么问题来了，无Code言吊？接下来我们通过实现 配置管理 这个场景来进一步了解什么叫单例模式。

首先我们先创建一个类 ConfigurationManager

js 复制代码

class ConfigurationManager {
  
}

那么接下来就需要解决一个问题，那就是 如何保证每次new出来的对象都是同一个对象？ 既然是new，那是否可以从class对象的构造函数入手呢？

答案是可以的！看如下代码

js 复制代码

class ConfigurationManager {
  constructor() {
    if (!ConfigurationManager.instance) {
      ConfigurationManager.instance = this;
    }
    return ConfigurationManager.instance;
  }
}

下面我们一行一行得解释这段代码的意思

constructor() 方法：这是类的构造函数。在这个构造函数中，我们首先检查 ConfigurationManager 类是否已经有一个实例，如果没有就创建一个新的实例，并将其赋值给 ConfigurationManager.instance。这是单例模式的核心思想，确保只有一个类的实例存在。
if (!ConfigurationManager.instance)：这个条件语句检查 ConfigurationManager 类是否已经有一个实例。如果没有，就继续执行下面的代码。
ConfigurationManager.instance = this;：这一行将当前对象（this）赋值给 ConfigurationManager.instance 属性，从而创建了一个单例实例。这意味着以后无论在何处创建 ConfigurationManager 类的对象，都将返回同一个实例。
return ConfigurationManager.instance;：最后，构造函数返回 ConfigurationManager.instance，确保无论在何处创建 ConfigurationManager 类的对象，都会得到同一个实例。

那究竟是不是我们想象的样子呢？我们可以来验证下。

js 复制代码

class ConfigurationManager {
  constructor() {
    if (!ConfigurationManager.instance) {
      ConfigurationManager.instance = this;
    }
    return ConfigurationManager.instance;
  }
}

const configManager1 = new ConfigurationManager();
const configManager2 = new ConfigurationManager();
console.log(configManager1 === configManager2);

Run一下看看结果是什么...

就很棒！！！说明我们两次new出来的对象就是同一个对象，目的达到了！那么基于该特性的后续各种骚操作，我想各位心里应该有点想法了吧！

到此已经了解到单例模式的强大之处，但是依然要对其知根知底。最后我们一起来总结下：

单例模式的优点

全局访问点： 单例模式提供了一个全局访问点，使得全局范围内的代码可以轻松访问唯一的实例。这有助于管理全局状态和资源。
节省资源： 单例模式避免了重复创建对象的开销，因为只有一个实例存在，这可以节省系统资源。
延迟初始化： 单例模式通常是延迟初始化的，只在第一次访问时才创建实例。这可以减少启动时间和资源占用。
线程安全性： 如果正确实现，单例模式可以确保在多线程环境中只有一个实例，从而避免了竞态条件和数据不一致性

单例模式的优点

全局状态： 单例模式引入了全局状态，这可能会导致复杂性增加，难以维护。全局状态可能被不同部分修改，导致难以追踪问题。
隐藏依赖关系： 使用单例模式时，对象之间的依赖关系可能会被隐藏，使得代码更难测试和理解。
不适用于所有情况： 单例模式不适用于所有情况。只有在确实需要全局唯一实例时才应使用它。滥用单例模式可能会导致设计问题。

使用注意事项：

线程安全性： 在多线程环境中使用单例模式时，要确保实现线程安全性。可以使用互斥锁、双重检查锁定（Double-Checked Locking）等机制来防止并发访问问题。
延迟初始化： 延迟初始化是单例模式的一种常见实现方式，但需要注意在多线程环境下可能会引发竞态条件。确保在需要时初始化实例。
避免全局状态： 单例模式引入了全局状态，要谨慎使用。全局状态可能会导致不一致性和难以维护的问题。尽量减少全局状态的使用。
单一职责原则： 单例模式的类应该遵循单一职责原则，即一个类只应该有一个原因引起变化。不要将不相关的功能放在单例类中。
依赖注入： 考虑使用依赖注入来传递单例对象，而不是硬编码对单例的访问。这样可以更容易测试和模拟依赖关系。

总之，单例模式是一种有用的设计模式，它可以确保一个类只有一个实例，从而实现全局访问和资源共享。然而，要谨慎使用单例模式，避免滥用，并注意线程安全性和全局状态的管理。正确使用单例模式可以提高代码的可维护性和可扩展性。

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