JavaScript中的单例模式

2020-07-29

单例模式就是指一个类只有一个实例。一般适用在只需要或者必须只有一个实例的情况。
为了实现这种情况，我们要隐藏掉类本身的构造函数，以免不小心用常规方式new出来一个新的实例。同时要对这个类的实例做判断，当需要用到实例时，要先判断这个类的实例存不存在，不存在才创建，存在了就直接返回。在java中，单例模式的实现简单明了：

//单例类
public class Singleton {
    //用一个类属性来储存这个类的唯一实例，同时要对外隐藏，不能通过点方法直接获取
    private static instance;
    //隐藏构造函数，在类外无法直接通过 new 的方式创建类的实例
    private Singleton() {}
    //简单的实例方法
    public void login() {
        System.out.println("login...");
    }
    //类方法：获取唯一实例的唯一方法
    public static Singleton getInstance() {
        //对唯一实例的存在做判断
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}
//单例模式测试类
public class SingletonTest {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton obj1 = Singleton.getInstance();
        obj1.login(); // login...
        Singleton obj2 = Singleton.getInstance();
        obj2.login(); // login...
        System.out.println(obj1 == obj2); // true

        //会报错，因为Singleton()构造函数对外是不可见的
        Singleton obj3 = new Singleton(); 
    }
}

虽然上面的实现方式还有线程安全等问题没有解决，但思路上可以窥见通过private修饰符，Java可以很轻松的实现单例模式。

而JavaScript没有private修饰符，我们是通过闭包的形式来实现了一个私有变量。具体代码如下：

//单例类
class Singleton() {
    //即使不写构造函数系统也会自动添加
    constructor() {}

    //实例方法
    login() {
        console.log("login...");
    }
}

// 获取唯一实例的方法是一个静态方法，不应该在class中定义而应该在Singleton构造方法中
Singleton.getInstance = (function(){
    //用一个自执行函数，并返回闭包，这样自执行函数中定义的instance变量即可以被闭包访问又对外隐藏，形成了私有的特点
    let instance;
    return function() {
        if (!instance) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    };
})()

//测试单例模式
let obj1 = Singleton.getInstance();
obj1.login(); // login...
let obj2 = Singleton.getInstance();
obj2.login(); // login...
console.log(obj1 === obj2); // true

虽然上面的方法实现了单例模式，但只是靠文档去约束使用者不要通过new的常规方式创建实例，如果有人这么做了，还是会生成有别于单一实例的新的实例：

let obj3 = new Singleton();
obj3.login(); // login...
//生成了新的实例
console.log(ob1 === obj3); // false

所以可以在构造函数中做判断，当用 new 的方式生成新的实例时，如果已经存在实例就返回，没有就创建实例再返回。但同样的，需要有另一个私有变量来保存这个唯一实例，所以还要用到立即执行函数和闭包：

let Singleton = (function(){
    //返回的闭包中用到的私有变量，用来存储唯一的实例
    let instance;
    // 返回的是一个类
    return class {
        constructor() {
            if (!instance) {
                instance = this;
            }
            return instance;
        }
        login() {
            console.log("login...");
        }
    }
})();

let obj1 = new Singleton();
obj1.login(); // login...
let obj2 = new Singleton();
obj2.login(); // login...
console.log(obj1 === obj2); // true

这样的方法，就将单例的限制融合进了原本的创建实例的方法，避免了不了解的人生成新的实例。