設(shè)計(jì)模式之單例模式
單例模式的基本概念
單例模式是一種保證一個(gè)類僅有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)的設(shè)計(jì)模式，它還有些許其他的叫法，比如說懶漢模式、單子模式等。那么這種設(shè)計(jì)模式解決了一個(gè)什么事情呢？我們來看下這樣一段代碼
function?Foo()?{}
const?s1?=?new?Foo();
const?s2?=?new?Foo();
console.log(s1?===?s2);?//?false
從結(jié)果上看，每通過構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)對象，就會(huì)新開辟一片內(nèi)存去存儲，所以兩個(gè)對象的值是不相等，而我們要做的事情是，讓它每次創(chuàng)建出來的結(jié)果都是同一個(gè)，那這就是單例模式，運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)生活中的場景，比如說全局狀態(tài)、前端頁面中的模態(tài)框等等。下面跟著單例模式的實(shí)現(xiàn)，我們來一步一步地改造它。
單例模式的實(shí)現(xiàn)
隨著 ECMAScript 標(biāo)準(zhǔn)的更新?lián)Q代，最開始我們是通過函數(shù)+全局變量，或者函數(shù)加閉包的形式去實(shí)現(xiàn)單例模式，到后來 ES6 中有了 Class 的語法，我們可以用 Class 去寫單例，所以本文通過三種方式介紹單例模式的實(shí)現(xiàn)。
全局變量 + 函數(shù)
function?Singleton()?{}
Singleton.getInstance?=?function?()?{
??if?(!window.instance)?{
????window.instance?=?new?Singleton();
??}
??return?window.instance;
};
const?s1?=?Singleton.getInstance();
const?s2?=?Singleton.getInstance();
console.log(s1?===?s2);?//?true
這里思考下這樣寫有什么不好的嗎？有的。例如程序員李雷在全局變量上掛載了一個(gè) instance 屬性，程序員韓梅梅也在全局變量 windows 上掛載了一個(gè) instance 屬性。他們互相都不告訴對方自己在 windows 上掛載了一個(gè) instance 屬性，那么這個(gè)時(shí)候是不是就會(huì)產(chǎn)生沖突呢？所以這樣子寫，不好。
函數(shù)+閉包
function?Singleton()?{}
Singleton.getInstance?=?(function?()?{
??let?instance?=?null;
??return?function?()?{
????if?(!instance)?{
??????instance?=?new?Singleton();
????}
????return?instance;
??};
})();
const?s1?=?Singleton.getInstance();
const?s2?=?Singleton.getInstance();
console.log(s1?===?s2);?//?true
ES 中面向?qū)ο蟮?Class
class?Singleton?{
??static?getInstance()?{
????if?(!Singleton.instance)?{
??????Singleton.instance?=?new?Singleton();
????}
????return?Singleton.instance;
??}
}
const?s1?=?Singleton.getInstance();
const?s2?=?Singleton.getInstance();
console.log(s1?===?s2);?//?true
單例模式的應(yīng)用
單例模式作為最簡單的設(shè)計(jì)模式之一，在軟件開發(fā)中應(yīng)用也很廣泛，下面筆者結(jié)合自己的經(jīng)歷，主要從前端和后端分別舉一個(gè)例子來介紹設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用。
單例模式在前端的應(yīng)用
前面我們說了模態(tài)框，比如說，你頁面有個(gè)登錄按鈕，點(diǎn)擊后會(huì)彈出一個(gè)登錄框，這里每次點(diǎn)擊登錄都重新彈一個(gè)新的模態(tài)框，顯然是不必要的，因?yàn)樗麄儍?nèi)容是一樣的，所以我們期望把它緩存下來，核心代碼如下：
class?Modal?{
??static?getInstance()?{
????if?(!Modal.instance)?{
??????Modal.instance?=?new?Modal();
??????Modal.instance.createElement();
????}
????return?Modal.instance;
??}
??createElement()?{
????this.div?=?document.createElement('div');
????this.div.id?=?'modal';
????this.div.innerHTML?=?'全局模態(tài)框';
????this.div.style.display?=?'none';
????document.body.appendChild(this.div);
??}
??open()?{
????this.div.style.display?=?'block';
??}
??close()?{
????this.div.style.display?=?'none';
??}
}
document.getElementById('BtnOpen').addEventListener('click',?()?=>?{
??const?modal?=?Modal.getInstance();
??modal.open();
});
document.getElementById('BtnClose').addEventListener('click',?()?=>?{
??const?modal?=?Modal.getInstance();
??modal.close();
});
具體的 demo 地址：https://zhengjiangtao.cn/show/design-mode/singleton.html
單例模式在后端的應(yīng)用
這個(gè)是筆者在通過 nodejs 做微信開發(fā)的時(shí)候，借助單例模式的思想優(yōu)化相關(guān)的業(yè)務(wù)代碼的實(shí)踐所得，就是不能每次前端這邊來一個(gè)請求，或者別的地方引用或者使用到封裝的微信接口 API，就重新創(chuàng)建一個(gè)新的，那么數(shù)據(jù)量上去了，這邊開銷是會(huì)很大的，比如百萬、千萬等等，所以我們期望把它緩存下來，然后用到直接取就好了。
//?創(chuàng)建一個(gè)微信公眾號相關(guān)的API類
class?WechatOfficalAccountApi?{
??constructor(appId,?appSecret,?token)?{
????//?code...
??}
}
//?單例模式的實(shí)現(xiàn)
const?createWechatOfficalAccountApi?=?(function?(appId,?appSecret,?token)?{
??let?instance?=?null;
??return?function?()?{
????if?(!instance)?{
??????instance?=?new?WechatOfficalAccountApi(appId,?appSecret,?token);
????}
????return?instance;
??};
})();
考慮到微信公眾號的類另有用途，所以就沒有都封裝到類里面，而是單獨(dú)拋出一個(gè)函數(shù)去做這件事，大家想一下這樣寫好不好??？是的，不好。問題就在于，比如說我創(chuàng)建了一個(gè)單例對象實(shí)例是去處理公眾號”江濤學(xué)編程“的相關(guān)業(yè)務(wù)的，后來迫于生計(jì)，老板決定賣藝，又搞了個(gè)”江濤學(xué)音樂“，那么這個(gè)時(shí)候你這個(gè)單例就歇菜了，因?yàn)樗挥幸粋€(gè)實(shí)現(xiàn)例的全局訪問點(diǎn)，而 appid 每個(gè)微信公眾號都是不同的。
考慮到樓上這個(gè)場景，其實(shí)不能簡單地去像樓上去設(shè)計(jì)單例模式。我想到一個(gè)例子，就好比水產(chǎn)養(yǎng)殖這個(gè)專業(yè)，海王他就知道，單純地在池子里養(yǎng)草魚，草魚會(huì)有點(diǎn)孤單，它會(huì)不會(huì)不快樂呢？它會(huì)不會(huì)絕食呢？于是它把龍蝦也放了進(jìn)來，這樣子至少顯得不那么孤單，可以聊聊天，龍蝦你今天吃什么？草魚你今天吃什么？池子里充滿了歡聲笑語，哦，我明白了，我也給咱微信 API 接口造一個(gè)池子，開干。
//?創(chuàng)建一個(gè)連接池
const?wechatOfficalAccountApiPool?=?{};
//?創(chuàng)建一個(gè)微信公眾號相關(guān)的API類
class?WechatOfficalAccountApi?{
??constructor(appId,?appSecret,?token)?{
????//?code...
??}
}
//?單例模式的實(shí)現(xiàn)
function?createWechatOfficalAccountApi(appId,?appSecret,?token)?{
??let?instance?=?wechatOfficalAccountApiPool[appId];
??if?(!instance)?{
????instance?=?new?WechatOfficalAccountApi(appId,?appSecret,?token);
????wechatOfficalAccountApiPool[appId]?=?instance;
??}
??if?(instance.appSecret?!==?appSecret?||?instance.token?!==?token)?{
????throw?new?Error(
??????`createWechatOfficalAccountApi(${appId},?${appSecret},?${token}):?`?+
????????`conflict?with?existing?one:?(${instance.appId},?${instance.appSecret},?${instance.token})`
????);
??}
??return?instance;
}
為了更健壯魯棒一點(diǎn)，我們已知微信的 appid 是唯一的，就以它作為 key 來搞，這樣子的話就可以處理多個(gè)業(yè)務(wù)場景了，比如老板開了好多個(gè)媒體號，有“江濤學(xué)編程”，”江濤學(xué)音樂“，”江濤去旅行“等等，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)場景和用途，就可以在最基礎(chǔ)的通用性強(qiáng)的微信接口 API 上去擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的業(yè)務(wù)場景的功能。
參考文獻(xiàn)
維基百科 - 設(shè)計(jì)模式：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%95%E4%BE%8B%E6%A8%A1%E5%BC%8F
原文地址：https://zhengjiangtao.cn/coding/singleton.html