JavaScript 设计模式之单例模式🚀

前言

单例模式是 JavaScript 设计模式中最常用也最基础的一种，今天我们就来深入探讨它的奥秘！

1. 什么是单例模式？ 🤔

单例模式（Singleton Pattern）是一种创建型设计模式 ，它确保一个类只有一个实例 ，并提供一个全局访问点来获取这个实例。

简单来说：

你只能创建一个对象
无论你尝试创建多少次，得到的都是同一个对象
就像你家的电视机遥控器，不管谁要用，都只能拿那一个

2. 为什么要用单例模式？ 🧐

单例模式的设计目的主要有以下几点：

节省资源：避免重复创建相同对象，减少内存开销
全局访问：提供一个统一的访问点，方便管理
数据一致性：确保所有代码操作的是同一个实例，避免数据不一致
性能优化：减少不必要的对象创建和销毁过程

常见应用场景：

全局配置对象
缓存系统
浏览器中的 localStorage/sessionStorage 封装
数据库连接池
状态管理（如 Vuex、Redux）

3. 如何实现单例模式？ 💻

方法1：ES6 Class 实现（现代方式）

javascript 复制代码

class Storage {
    static instance = null; // 静态属性，存储唯一实例
    
    constructor() {
        if (Storage.instance) {
            return Storage.instance; // 如果已存在实例，直接返回
        }
        Storage.instance = this; // 否则将当前实例赋值给静态属性
    }
    
    // 静态方法获取实例
    static getInstance() {
        if (!Storage.instance) {
            Storage.instance = new Storage();
        }
        return Storage.instance;
    }
    
    // 实例方法
    getItem(key) {
        return localStorage.getItem(key);
    }
    
    setItem(key, value) {
        localStorage.setItem(key, value);
    }
}

// 测试
const storage1 = Storage.getInstance();
const storage2 = Storage.getInstance();
console.log(storage1 === storage2); // true ✅
storage1.setItem('name', '张三');
console.log(storage2.getItem('name')); // "张三"

关键点解析：

static instance 静态属性保存唯一实例
构造函数中检查是否已有实例
getInstance() 静态方法提供全局访问点，即使不用实例化也可以直接调用这个函数

方法2：闭包实现（传统方式）

javascript 复制代码

// 基础构造函数
function StorageBase() {}

// 添加原型方法
StorageBase.prototype.getItem = function(key) {
    return localStorage.getItem(key);
};
StorageBase.prototype.setItem = function(key, value) {
    localStorage.setItem(key, value);
};

// 使用闭包实现单例
const Storage = (function() {
    let instance = null; // 闭包保存的唯一实例
    
    return function() {
        if (!instance) {
            instance = new StorageBase();
        }
        return instance;
    };
})();

// 测试
const storage1 = new Storage();
const storage2 = new Storage();
console.log(storage1 === storage2); // true ✅
storage1.setItem('age', '25');
console.log(storage2.getItem('age')); // "25"

关键点解析：

使用 IIFE（立即执行函数）创建闭包
闭包内的 instance 变量保存唯一实例
返回的函数充当构造函数，控制实例创建

4. 考点和面试题 🔍

常见面试题1：实现一个单例模式

答案：见上面实现代码

常见面试题2：单例模式的优缺点

答案：

优点：
- 减少内存开销
- 避免资源多重占用
- 提供全局访问点
缺点：
- 难以扩展（通常需要修改源代码）
- 与单一职责原则冲突（既要管理实例又要处理业务）
- 测试困难（全局状态难以隔离）

常见面试题3：如何防止单例被破坏？

答案：

防止通过构造函数创建：

javascript 复制代码

constructor() {
    if (Storage.instance) {
        throw new Error("请使用getInstance方法获取实例");
    }
    // ...
}

防止通过克隆破坏：

javascript 复制代码

class Storage {
 // ...其他代码
 
 clone() {
     return this;
 }

 // 或者使用Symbol.species
 static get [Symbol.species]() {
     return this;
 }
}

5. 总结 📚

单例模式是 JavaScript 中最实用的设计模式之一：

✅ 优点：

节省内存资源
确保全局唯一性
提供集中管理

⚠️ 注意事项：

不要滥用，可能导致代码耦合
注意线程安全（在JS中通常不是问题）
考虑测试的便利性

💡 最佳实践：

优先使用 ES6 Class 实现
考虑是否需要惰性加载
为单例添加清晰的文档说明

记住：设计模式是工具，不是教条，要根据实际场景灵活运用！🎯

希望这篇博客能帮助你彻底掌握 JavaScript 单例模式！如果有任何问题，欢迎留言讨论~ 💬