JavaScript 单例模式

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JavaScript 单例模式

缘自世界 2018-01-15 12:43:00 浏览445
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定义

确保一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。

单例模式使用的场景

比如线程池、全局缓存等。我们所熟知的浏览器的window对象就是一个单例,在JavaScript开发中,对于这种只需要一个的对象,我们的实现往往使用单例。

实现单例模式 (不透明的)

一般我们是这样实现单例的,用一个变量来标志当前的类已经创建过对象,如果下次获取当前类的实例时,直接返回之前创建的对象即可。代码如下:

// 定义一个类
function Singleton(name) {
    this.name = name;
    this.instance = null;
}
// 原型扩展类的一个方法getName()
Singleton.prototype.getName = function() {
    console.log(this.name)
};
// 获取类的实例
Singleton.getInstance = function(name) {
    if(!this.instance) {
        this.instance = new Singleton(name);
    }
    return this.instance
};

// 获取对象1
var a = Singleton.getInstance('a');
// 获取对象2
var b = Singleton.getInstance('b');
// 进行比较
console.log(a === b);

我们也可以使用闭包来实现:

function Singleton(name) {
    this.name = name;
}
// 原型扩展类的一个方法getName()
Singleton.prototype.getName = function() {
    console.log(this.name)
};
// 获取类的实例
Singleton.getInstance = (function() {
    var instance = null;
    return function(name) {
        if(!this.instance) {
            this.instance = new Singleton(name);
        }
        return this.instance
    }       
})();

// 获取对象1
var a = Singleton.getInstance('a');
// 获取对象2
var b = Singleton.getInstance('b');
// 进行比较
console.log(a === b);

这个单例实现获取对象的方式经常见于新手的写法,这种方式获取对象虽然简单,但是这种实现方式不透明。知道的人可以通过 Singleton.getInstance() 获取对象,不知道的需要研究代码的实现,这样不好。这与我们常见的用 new 关键字来获取对象有出入,实际意义不大。

实现单例模式 (透明的)

var Singleton = (function(){
    var instance;
    var CreateSingleton = function (name) {
        this.name = name;

        if(instance) {
            return instance;
        }
        // 打印实例名字
        this.getName();

        // instance = this;
        // return instance;
        return instance = this;
    }
    // 获取实例的名字
    CreateSingleton.prototype.getName = function() {
        console.log(this.name)
    }

    return CreateSingleton;
})();
// 创建实例对象1
var a = new Singleton('a');
// 创建实例对象2
var b = new Singleton('b');

console.log(a===b);

这种单例模式我以前用过一次,但是使用起来很别扭,我也见过别人用这种方式实现过走马灯的效果,因为走马灯在我们的应用中绝大多数只有一个。

这里先说一下为什么感觉不对劲,因为在这个单例的构造函数中一共干了两件事,一个是创建对象并打印实例名字,另一个是保证只有一个实例对象。这样代码量大的化不方便管理,应该尽量做到职责单一。

我们通常会将代码改成下面这个样子:

// 单例构造函数
function CreateSingleton (name) {
    this.name = name;
    this.getName();
};

// 获取实例的名字
CreateSingleton.prototype.getName = function() {
    console.log(this.name)
};
// 单例对象
var Singleton = (function(){
    var instance;
    return function (name) {
        if(!instance) {
            instance = new CreateSingleton(name);
        }
        return instance;
    }
})();

// 创建实例对象1
var a = new Singleton('a');
// 创建实例对象2
var b = new Singleton('b');

console.log(a===b);

这种实现方式我们就比较熟悉了,我们在开发中经常会使用中间类,通过它来实现原类所不具有的特殊功能。有的人把这种实现方式叫做代理,这的确是单例模式的一种应用,稍后将在代理模式进行详解。

说了这么多我们还是在围绕着传统的单例模式实现在进行讲解,那么具有JavaScript特色的单例模式是什么呢。

JavaScript单例模式

在我们的开发中,很多同学可能并不知道单例到底是什么,应该如何使用单例,但是他们所写的代码却刚好满足了单例模式的要求。如要实现一个登陆弹窗,不管那个页面或者在页面的那个地方单击登陆按钮,都会弹出登录窗。一些同学就会写一个全局的对象来实现登陆窗口功能,是的,这样的确可以实现所要求的登陆效果,也符合单例模式的要求,但是这种实现其实是一个巧合,或者一个美丽的错误。由于全局对象,或者说全局变量正好符合单例的能够全局访问,而且是唯一的。但是我们都知道,全局变量是可以被覆盖的,特别是对于初级开发人员来说,刚开始不管定义什么基本都是全局的,这样的好处是方便访问,坏处是一不留意就会引起冲突,特别是在做一个团队合作的大项目时,所以成熟的有经验的开发人员尽量减少全局的声明。

而在开发中我们避免全局变量污染的通常做法如下:

  • 全局命名空间

  • 使用闭包

它们的共同点是都可以定义自己的成员、存储数据。区别是全局命名空间的所有方法和属性都是公共的,而闭包可以实现方法和属性的私有化。

惰性单例模式

说实话,在我下决心学习设计模式之前我并不知道,单例模式还分惰性单例模式,直到我看了曾探大神的《JvaScript设计模式与开发实践》后才知道了还有惰性单例模式,那么什么是惰性单例模式呢?在说惰性单例模式之前,请允许我先说一个我们都知道的lazyload加载图片,它就是惰性加载,只当含有图片资源的dom元素出现在媒体设备的可视区时,图片资源才会被加载,这种加载模式就是惰性加载;还有就是下拉刷新资源也是惰性加载,当你触发下拉刷新事件资源才会被加载等。而惰性单例模式的原理也是这样的,只有当触发创建实例对象时,实例对象才会被创建。这样的实例对象创建方式在开发中很有必要的。

就如同我们刚开始介绍的用 Singleton.getInstance 创建实例对象一样,虽然这种方式实现了惰性单例,但是正如我们刚开始说的那样这并不是一个好的实现方式。下面就来介绍一个好的实现方式。

遮罩层相信大家对它都不陌生。它在开发中比较常见,实现起来也比较简单。在每个人的开发中实现的方式不尽相同。这个最好的实现方式还是用单例模式。有的人实现直接在页面中加入一个div然后设置display为none,这样不管我们是否使用遮罩层页面都会加载这个div,如果是多个页面就是多个div的开销;也有的人使用js创建一个div,当需要时就用将其加入到body中,如果不需要就删除,这样频繁地操作dom对页面的性能也是一种消耗;还有的人是在前一种的基础上用一个标识符来判断,当遮罩层是第一次出现就向页面添加,不需要时隐藏,如果不是就是用前一次的添加的。

实现代码如下:

// html

<button id="btn">click it</button>

// js
var createMask = (function() {
    var mask;
    return function() {
        if(!mask) {
            // 创建div元素
            var mask = document.createElement('div');
            // 设置样式
            mask.style.position = 'fixed';
            mask.style.top = '0';
            mask.style.right = '0';
            mask.style.bottom = '0';
            mask.style.left = '0';
            mask.style.opacity = '';
            mask.style.display = 'none';
            document.body.appendChild(mask);
        }

        return mask;
    }       
})();

document.getElementById('btn').onclick = function() {
    var maskLayer = createMask();
    maskLayer.style.display = 'block';
}

我们发现在开发中并不会单独使用遮罩层,遮罩层和弹出窗是经常结合在一起使用,前面我们提到过登陆弹窗使用单例模式实现也是最适合的。那么我们是不是要将上面的代码拷贝一份呢?当然我们还有好的实现方式,那就是将上面单例中代码变化的部分和不变的部分,分离开来。

代码如下:

var singleton = function(fn) {
    var instance;
    return function() {
        return instance || (instance = fn.apply(this, arguments));
    }
};
// 创建遮罩层
var createMask = function(){
    // 创建div元素
    var mask = document.createElement('div');
    // 设置样式
    mask.style.position = 'fixed';
    mask.style.top = '0';
    mask.style.right = '0';
    mask.style.bottom = '0';
    mask.style.left = '0';
    mask.style.opacity = 'o.75';
    mask.style.backgroundColor = '#000';
    mask.style.display = 'none';
    mask.style.zIndex = '98';
    document.body.appendChild(mask);
    // 单击隐藏遮罩层
    mask.onclick = function(){
        this.style.display = 'none';
    }
    return mask;
};

// 创建登陆窗口
var createLogin = function() {
    // 创建div元素
    var login = document.createElement('div');
    // 设置样式
    login.style.position = 'fixed';
    login.style.top = '50%';
    login.style.left = '50%';
    login.style.zIndex = '100';
    login.style.display = 'none';
    login.style.padding = '50px 80px';
    login.style.backgroundColor = '#fff';
    login.style.border = '1px solid #ccc';
    login.style.borderRadius = '6px';

    login.innerHTML = 'login it';

    document.body.appendChild(login);

    return login;
};

document.getElementById('btn').onclick = function() {
    var oMask = singleton(createMask)();
    oMask.style.display = 'block';
    var oLogin = singleton(createLogin)();
    oLogin.style.display = 'block';
    var w = parseInt(oLogin.clientWidth);
    var h = parseInt(oLogin.clientHeight);
}

在上面的实现中将单例模式的惰性实现部分提取出来,实现了惰性实现代码的复用,其中使用apply改变改变了fn内的this指向,使用 || 预算简化代码的书写。

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