单例模式确保一个类只有一个实例并提供全局访问点;2. JavaScript中常用闭包和iife实现,通过私有变量instance和getinstance方法保证实例唯一性;3. 可通过原型链扩展单例功能,将方法挂载到构造函数原型上;4. 优点包括唯一访问点、节省资源、延迟初始化,缺点有全局状态难测试、违反单一职责、潜在并发问题;5. 也可用es6的class和Static属性实现,通过静态属性存储实例并在构造函数中控制返回;6. 常见应用场景包括全局配置、数据库连接池、日志记录器、缓存管理器和状态管理器;7. 单例适用于需唯一实例的场景,但应谨慎使用以避免维护困难。
单例模式,简单来说,就是确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。在 JavaScript 中,原型链提供了一种优雅的方式来实现这一点,既能保证单例,又能充分利用 JavaScript 的特性。
直接上代码,然后再细说:
const Singleton = (function() { let instance; function createInstance() { // 这里放你的单例初始化逻辑 const object = new Object("Singleton Instance"); return object; } return { getInstance: function() { if (!instance) { instance = createInstance(); } return instance; } }; })(); // 使用方法 const instance1 = Singleton.getInstance(); const instance2 = Singleton.getInstance(); console.log(instance1 === instance2); // true
为什么用原型? 严格来说,上面的代码并没有直接使用原型,而是利用了闭包和立即执行函数表达式 (IIFE)。但原型在单例的扩展中可以发挥作用,我们稍后会提到。
核心思路: 利用闭包隐藏
instance
变量,
getInstance
方法负责创建和返回实例。只有第一次调用
getInstance
时才会创建实例,后续调用都返回同一个实例。
如何确保单例的唯一性?
关键在于
instance
变量的作用域。它被定义在 IIFE 内部,外部无法直接访问。
getInstance
方法通过闭包访问并控制
instance
的创建和返回。 每次调用
getInstance
,都会先检查
instance
是否存在,如果不存在才创建,否则直接返回已存在的实例。 这就保证了无论调用多少次
getInstance
,都只会创建一个实例。
如何扩展单例的功能?
虽然上面的基本单例模式已经可以工作,但如果需要扩展单例的功能,比如添加方法或属性,可以利用原型链。
const Singleton = (function() { let instance; function SingletonClass() { // 初始化逻辑 this.data = []; } SingletonClass.prototype.addData = function(item) { this.data.push(item); } SingletonClass.prototype.getData = function() { return this.data; } return { getInstance: function() { if (!instance) { instance = new SingletonClass(); } return instance; } }; })(); const instance1 = Singleton.getInstance(); instance1.addData("item1"); console.log(instance1.getData()); // ["item1"] const instance2 = Singleton.getInstance(); console.log(instance2.getData()); // ["item1"] 注意:instance1和instance2是同一个实例
解释: 这里我们定义了一个
SingletonClass
,并将单例的逻辑放在这个类中。 通过
SingletonClass.prototype
添加方法,所有单例实例都可以访问这些方法。 这样做的好处是,可以更容易地扩展单例的功能,并且代码更具可读性。
单例模式的优缺点是什么?
优点:
- 全局唯一访问点: 方便访问和管理。
- 节省资源: 避免重复创建对象,尤其是在创建对象开销较大的情况下。
- 可以延迟初始化: 只在需要时才创建实例。
缺点:
- 全局状态: 单例本质上是一种全局状态,过度使用可能导致代码难以测试和维护。
- 违反单一职责原则: 单例类既负责创建自身,又负责提供功能。
- 并发问题: 在多线程环境下,需要考虑线程安全问题。 (JavaScript 是单线程的,所以这个问题通常可以忽略,除非你在使用 Web Workers)
除了闭包,还有其他实现单例模式的方法吗?
当然有。 虽然闭包是最常见的方式,但也可以使用 ES6 的
class
和
static
属性来实现:
class Singleton { static instance; constructor() { if (Singleton.instance) { return Singleton.instance; } this.data = []; Singleton.instance = this; } addData(item) { this.data.push(item); } getData() { return this.data; } } const instance1 = new Singleton(); instance1.addData("item1"); console.log(instance1.getData()); // ["item1"] const instance2 = new Singleton(); console.log(instance2.getData()); // ["item1"]
解释:
-
static instance
:静态属性,用于存储单例实例。
-
constructor
:构造函数,如果
Singleton.instance
已经存在,则直接返回已存在的实例,否则创建新实例并赋值给
Singleton.instance
。
这种方式更简洁,也更符合面向对象的编程风格。 但需要注意的是,这种方式在 ES6 之前是无法实现的。
单例模式在实际开发中有哪些应用场景?
单例模式在实际开发中有很多应用场景,例如:
- 全局配置对象: 存储应用程序的配置信息,例如 API 地址、主题颜色等。
- 数据库连接池: 管理数据库连接,避免频繁创建和销毁连接。
- 日志记录器: 统一管理日志输出。
- 缓存管理器: 管理缓存数据。
- 状态管理器: 管理应用程序的状态 (例如 redux 中的 store)。
总的来说,单例模式适用于需要全局唯一访问点,并且只需要一个实例的场景。 但是,需要谨慎使用,避免过度使用导致代码难以维护。
希望这些能帮到你。