工作笔记 - 改进的单例应用

概述

单例是开发工作中常见的一种设计模式。

单例应用的基本概念是，在很多场景中，我们其实不需要创建很多对象，而是复用一个对象。比如像数据库连接这种情况，都是连接相同的数据库，如果一个操作，就要新建一个连接的话，系统资源可能很快就会用完。所以一个比较好的做法是，只创建一个数据库连接的实例，当要进行查询操作时，都只使用这个实例。

但在另外一些情况更复杂的情况中，这个单例可能就不太合适了。例如，要进行两个数据库的操作，虽然对于每个数据库都是单例，但在应用层面，可能需要同时的两个实例。传统的做法，可能需要再新建一个单例的类，这样可能会增加一些开发和维护的重复工作。

为此，笔者想到，可以将现在的单例模式扩展一下，让它能支持更复杂的应用场景。

传统实现

为了方便讨论，笔者在本文中是以熟悉的JS语言作为示例的，但实际上这个模式应当和具体实现语言无关。

传统的单例的实现，在JS语言中，大体如下：

some.js 复制代码

class Business ...

class Singleton  {
    private static instances: Bussiness = null;
        
    private constructor() {}; // 防止直接实例化

    static getInstance(config) {
        if (!Singleton.instances || config) 
            Singleton.instances = new Business(config);
            
        return Singleton.instances;
    }    
}

module.exports = Singleton;

// 初始化，系统启动
require("some").getInstance(config);

// 使用单例, 实际业务代码中
const some = require("some").getInstance();

实际上，这已经是一个改进的模式了。原理也比较简单清楚，就是使用一个专门的单例类，来处理单例的问题。实际上，真正的业务实例，是由这个单例类的静态私有属性来保存的。在这种模式下，笔者建议的应用方式是：

在系统启动初始化的时候，使用配置信息，创建业务实例和单例
后续在程序中，直接使用默认单例，无需关心配置信息，因为已经实例化

改进实现

虽然在传统代码中，我们好像也可以通过切换配置信息，来创建不同配置方式的业务单例，但显然那样不是很方便，特别是需要同时交互式的操作不同单例的时候，这时候可以考虑将这个标准单例的实现扩展一下，参考代码如下：

js 复制代码

class Business ...

class Singleton  {
    private static instances = [];
        
    private constructor() {}; // 防止直接实例化

    static getInstance(config, iorder = 0) {
         // exist instance onfig should be object or string 
        if (config && typeof config === "number") return Singleton.instances[config];

        if (!Singleton.instances[iorder] || config) 
            Singleton.instances[iorder] = new Business(config);
        return Singleton.instances[iorder];
    }    
}

module.exports = Singleton;

// 多个单例初始化
require("some").getInstance(config);
require("some").getInstance(config1,1);

// 使用特定单例
const some1  = require("some").getInstance();
const some2  = require("some").getInstance(1);

// 直接设置和使用
const some2  = require("some").getInstance(config3,1);

这个调整的改进和特点如下：

无需改变传统的使用方式，因为虽然可以有多个代理，但默认是编号为0的那个
可以通过实例编号，扩展和使用更大的单例
还是使用单例类，但用它来保存一个业务实例数组
程序自动判断是引用实例还是配置参数，方便后续使用
开发者需要注意单例实例的初始化和编号引用的问题

小结

本文探讨了对于单例模式的扩展和改进，可以支持多个"单例"的使用场景。并提出了改进的技术实现方案、示例代码和建议的应用方式。