设计模式——单例模式（JavaScript实现）

单例模式可能是设计模式里面最简单的模式了，虽然简单，但在我们日常生活和编程中却经常接触到，本节我们一起来学习一下。

单例模式（Singleton Pattern）又称为单体模式，保证一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。也就是说，第二次使用同一个类创建新对象的时候，应该得到与第一次创建的对象完全相同的对象。

实现一

class Singleton {
  constructor() {
    if (Singleton.instance) {
      return Singleton.instance
    }
    Singleton.instance = this
  }
  
  static getInstance() {
    if (Singleton.instance) {
      return Singleton.instance
    }
    return Singleton.instance = new Singleton()
  }
}
Singleton.instance = null

const instance1 = new Singleton()
const instance2 = new Singleton()

console.log(instance1 === instance2)

实现二（IIFE方式）

const Singleton = (function() {
    let _instance = null        // 存储单例
    
    const Singleton = function() {
        if (_instance) return _instance     // 判断是否已有单例
        _instance = this
        this.init()                         // 初始化操作
        return _instance
    }
    
    Singleton.prototype.init = function() {
        this.foo = 'Singleton Pattern'
    }
    
    Singleton.getInstance = function() {
        if (_instance) return _instance
        _instance = new Singleton()
        return _instance
    }
    
    return Singleton
})()

const visitor1 = new Singleton()
const visitor2 = new Singleton()         // 既可以 new 获取单例
const visitor3 = Singleton.getInstance() // 也可以 getInstance 获取单例

console.log(visitor1 === visitor2)  // true
console.log(visitor1 === visitor3)  // true

实现三（块级作用域方式）

let getInstance

{
    let _instance = null        // 存储单例
    
    const Singleton = function() {
        if (_instance) return _instance     // 判断是否已有单例
        _instance = this
        this.init()                         // 初始化操作
        return _instance
    }
    
    Singleton.prototype.init = function() {
        this.foo = 'Singleton Pattern'
    }
    
    getInstance = function() {
        if (_instance) return _instance
        _instance = new Singleton()
        return _instance
    }
}

const visitor1 = getInstance()
const visitor2 = getInstance()

console.log(visitor1 === visitor2)

// 输出: true

实现三 单例模式赋能

/* 功能类 */
class FuncClass {
    constructor(bar) { 
        this.bar = bar
        this.init()
    }
    
    init() {
        this.foo = 'Singleton Pattern'
    }
}

/* 单例模式的赋能类 */
const Singleton = (function() {
    let _instance = null        // 存储单例
    
    const ProxySingleton = function(bar) {
        if (_instance) return _instance     // 判断是否已有单例
        _instance = new FuncClass(bar)
        return _instance
    }
    
    ProxySingleton.getInstance = function(bar) {
        if (_instance) return _instance
        _instance = new Singleton(bar)
        return _instance
    }
    
    return ProxySingleton
})()

const visitor1 = new Singleton('单例1')
const visitor2 = new Singleton('单例2')
const visitor3 = Singleton.getInstance()

console.log(visitor1 === visitor2)  // true
console.log(visitor1 === visitor3)  // true

实现四 Proxy

/* Person 类 */
class Person {
    constructor(name, age) {
        this.name = name
        this.age = age
    }
}

/* 单例模式的赋能方法 */
function Singleton(FuncClass) {
    let _instance
    return new Proxy(FuncClass, {
        construct(target, args) {
            return _instance || (_instance = Reflect.construct(FuncClass, args)) // 使用 new FuncClass(...args) 也可以
        }
    })
}

const PersonInstance = Singleton(Person)

const person1 = new PersonInstance('张小帅', 25)
const person2 = new PersonInstance('李小美', 23)

console.log(person1 === person2)    // true

实现五 饿汉式与懒汉式

class FuncClass {
  constructor() { this.bar = 'bar' }
}

// 饿汉式
const HungrySingleton = (function() {
  const _instance = new FuncClass()
  
  return function() {
      return _instance
  }
})()

// 懒汉式
const LazySingleton = (function() {
  let _instance = null
  
  return function() {
      return _instance || (_instance = new FuncClass())
  }
})()

const visitor1 = new HungrySingleton()
const visitor2 = new HungrySingleton()
const visitor3 = new LazySingleton()
const visitor4 = new LazySingleton()

console.log(visitor1 === visitor2)  // true
console.log(visitor3 === visitor4)  // true

单例模式的总结

单例模式主要解决的问题就是节约资源，保持访问一致性。

优点

• 单例模式在创建后在内存中只存在一个实例，节约了内存开支和实例化时的性能开支，特别是需要重复使用一个创建开销比较大的类时，比起实例不断地销毁和重新实例化，单例能节约更多资源，比如数据库连接；
• 单例模式可以解决对资源的多重占用，比如写文件操作时，因为只有一个实例，可以避免对一个文件进行同时操作；
• 只使用一个实例，也可以减小垃圾回收机制 GC（Garbage Collecation） 的压力，表现在浏览器中就是系统卡顿减少，操作更流畅，CPU 资源占用更少；

缺点

• 单例模式对扩展不友好，一般不容易扩展，因为单例模式一般自行实例化，没有接口；
• 与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化；