设计模式之单例模式

定义

适用场景

非单例模式

单例模式实现

闭包方式实现

静态方法实现

场景举例

定义

单例模式是一种创建型设计模式，它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。

适用场景

"单例模式的特点，意图解决：维护一个全局实例对象。"

引用第三方库（多次引用只会使用一个库引用，如 jQuery）
弹窗（登录框，信息提升框）
购物车 (一个用户只有一个购物车)
全局态管理 store (Vuex / Redux)

项目中引入第三方库时，重复多次加载库文件时，全局只会实例化一个库对象，如 jQuery，lodash，moment ..., 其实它们的实现理念也是单例模式应用的一种：

javascript 复制代码

// 引入代码库 libs(库别名）
if (window.libs != null) {
  // 直接返回
  return window.libs;    
} else {
  // 初始化
  window.libs = '...';   
}

非单例模式

在实现单例模式前，先看一下正常对象实例化，是否符合单例模式，用构造函数或者 Class（本质上还是构造函数）来实现都可以，我们这里就直接使用构造函数做示例，实现如下代码，可以看出相同的构造函数 Singleton，经过两次创建的对象实例 s1、s2 并不相等，对象指向的内存地址不一致，不是同一个实例，不符合单例模式。

javascript 复制代码

function Singleton() {}
const s1 = new Singleton();
const s2 = new Singleton();
console.log(s1); 
console.log(s2);
console.log(s1 === s2);
// {}
// {}
// false

单例模式实现

既然直接实例化不符合单例模式，那要怎么才能实现单例模式呢？要实现单例模式，需要构造函数具备判断自己是否已经创建过一个实例的能力。

闭包方式实现

不管执行多少次，返回的都是同一个实例，而闭包刚好就能满足我们的需求，创建一个立即执行函数，返回一个函数，而这个函数返回函数的内部变量 instance，也就是我们想要的唯一实例。我们实现了如下代码，进行了两次实例化，生成实例对象 s1、s2，根据输出可以判定 s1 与 s2 相等，即 s1，s2 指向同一块内存地址，是同一个实例，符合单例模式。

javascript 复制代码

const Singleton = (function () {
    // 实例变量
    let instance = null;
    // 实例的构造函数
    function getInstance() {}
    return function () {
      // 判断是否已经 new 过1个实例
      if (!instance) {
        // 如果实例不存在，则先new一个实例
        instance = new getInstance();
      }
      // 未来不管执行多少次，都返回这个唯一实例
      return instance;
    };
})();
const s1 = Singleton();
const s2 = Singleton();
console.log(s1);
console.log(s2);
console.log(s1 === s2);
// getInstance {}
// getInstance {}
// true

静态方法实现

ES6 Class 的静态方法也能实现单例模式，原理是借助于静态属性和静态方法，Class 的本质是一个构造函数，存在 static 修饰符的属性称为静态属性，直接挂载在构造函数上，当前类未被销毁时，静态属性也不会被销毁，具有类似于闭包的缓存作用，可以用来存储实例，实现了如下代码，借助 Singleton.getInstance() 生成实例对象 s1、s2，根据输出可以判定 s1 与 s2 相等，即 s1，s2 指向同一块内存地址，是同一个实例。

javascript 复制代码

class Singleton{

  static instance;

  show() {
    console.log('我是一个单例对象')
  }
  static getInstance() {
    // 判断是否已经new过1个实例
    if (!Singleton.instance) {
      // 若这个唯一的实例不存在，那么先创建它
      Singleton.instance = new Singleton()
    }
    // 如果这个唯一的实例已经存在，则直接返回
    return Singleton.instance
  }
}
const s1 = Singleton.getInstance()
const s2 = Singleton.getInstance()
console.log(s1 === s2); 
// true

实际上，基于 ES6 使用模块导入导出，也可以看作单例模式：

javascript 复制代码

// 比如这是 SingletonExample.js
// 可以定义一些属性，方法等等，然后通过 export 导出，其他模块再分别导入

const array_state = [];

const methodTest = function() {
    console.log('这是测试方法')
}

export default {
    array_state, methodTest
}

场景举例

利用单例模式思想来实现登录框的显示和隐藏

javascript 复制代码

class LoginForm {
    constructor(){
        this.state = 'hide'
    }
    
    show(){
        if(this.state === 'show'){
            console.log('已经显示');
            return
        }
        this.state = 'show';
        console.log('登录框已显示')
    }
    
    hide(){
        if(this.state === 'hide'){
            console.log('已经隐藏');
            return
        }
        this.state = 'hide';
        console.log('登录框已隐藏')
    }
}

LoginForm.getInstance = (function(){
    let instance
    return function() {
        if(!instance){
            instance = new LoginForm();
        }
        return instance
    }
})

测试：

javascript 复制代码

let login1 = LoginForm.getInstance();
login1.show(); //打印：登录框显示成功


let login2 = LoginForm.getInstance();
login2.hide(); //打印：登录框隐藏成功

console.log(login1 === login2)