文章出處

引言

本文摘自《JavaScript設計模式與開發實踐》

在傳統開發工程師眼里，單例就是保證一個類只有一個實例，實現的方法一般是先判斷實例存在與否，如果存在直接返回，如果不存在就創建了再返回，這就確保了一個類只有一個實例對象。

在JavaScript里，單例作為一個命名空間提供者，從全局命名空間里提供一個唯一的訪問點來訪問該對象。

單例模式是一種常用的模式，有一些對象我們往往只需要一個，比如線程池、全局緩存、瀏覽器中的window對象等。

模式定義

保證一個類僅有一個實例，并提供一個訪問它的全局訪問點。

模式實現

接近傳統面向對象語言的實現

下面的實現是接近傳統面向對象語言中的實現，單例對象從“類”中創建而來。在以類為中心的語言中，這是很自然的做法。比如在Java中，如果需要某個對象，就必須先定義一個類，對象總是從類中創建而來的。

// 創建div類：CreateDiv
var CreateDiv = function(html) {
    this.html = html;
    this.init();
};

CreateDiv.prototype.init = function() {
    var div = document.createElement('div');
    div.innerHTML = this.html;
    document.body.appendChild(div);
};

// 代理類：proxySingletonCreateDiv，這里引進代理類，是為了將創建div與單例的實現分離開來，方便擴展
var ProxySingletonCreateDiv = (function() {
    var instance;
    return function(html) {
        if (!instance) {
            instance = new CreateDiv(html);
        }
        return instance;
    }
})();

var a = new ProxySingletonCreateDiv('sven1');
var b = new ProxySingletonCreateDiv('sven2');

console.log(a === b); // ture

運用JavaScript特性的實現

JavaScript其實是一門無類（class-free）語言，也正因為如此，生搬單例模式的概念并無意義。在JavaScript中創建對象的方法非常簡單，既然我們只需要一個“唯一”的對象，為什么要為它先創建一個“類”呢？這無異于穿棉衣洗澡，傳統的單例模式實現在JavaScript中并不適用。

單例模式的核心是確保只有一個實例，并提供全局訪問。因此在JavaScript里把全局變量當成單例來使用，單例作為一個命名空間提供者，從全局命名空間里提供一個唯一的訪問點來訪問該對象。

在JavaScript里，實現單例的方式有很多種，其中最簡單的一個方式是使用對象字面量的方法，其字面量里可以包含大量的屬性和方法：

var mySingleton = {
    property1: "something",
    property2: "something else",
    method1: function() {
        console.log('hello world');
    }
};

如果以后要擴展該對象，你可以添加自己的私有成員和方法，然后使用閉包在其內部封裝這些變量和函數聲明。只暴露你想暴露的public成員和方法，樣例代碼如下：

var mySingleton = function() {
    /// 這里聲明私有變量和方法
    var privateVariable = 'something private';
    
    function showPrivate() {
        console.log(privateVariable);
    }

    // 公有變量和方法（可以訪問私有變量和方法）
    return {
        publicMethod: function() {
            showPrivate();
        },
        publicVar: 'the public can see this!'
    };
};

var single = mySingleton();
single.publicMethod();  // 輸出 'something private'
console.log(single.publicVar); // 輸出 'the public can see this!'

當然，為了節約資源的目的，我們可以只在使用的時候才初始化該單例，實現的方式就是在另一個方法中進行初始化：

var Singleton = (function() {
    var instantiated;
    
    function init() {
        // 這里定義單例代碼
        return {
            publicMethod: function() {
                console.log('hello world');
            },
            publicProperty: 'test'
        };
    }

    return {
        getInstance: function() {
            if (!instantiated) {
                instantiated = init();
            }
            return instantiated;
        }
    };
})();

// 調用公有的方法來獲取實例
Singleton.getInstance().publicMethod();

其它實現

方法1

function Universe() {

    // 判斷是否存在實例
    if (typeof Universe.instance === 'object') {
        return Universe.instance;
    }

    // 其它內容
    this.start_time = 0;
    this.bang = "Big";

    // 緩存
    Universe.instance = this;

    // 隱式返回this
}

// 測試
var uni = new Universe();
var uni2 = new Universe();
console.log(uni === uni2); // true

方法2

function Universe() {

    // 緩存的實例
    var instance = this;

    // 其它內容
    this.start_time = 0;
    this.bang = "Big";

    // 重寫構造函數
    Universe = function() {
        return instance;
    };
}

// 測試
var uni = new Universe();
var uni2 = new Universe();
uni.bang = "123";
console.log(uni === uni2); // true
console.log(uni2.bang); // 123

方法3

function Universe() {

    // 緩存實例
    var instance;

    // 重新構造函數
    Universe = function Universe() {
        return instance;
    };

    // 后期處理原型屬性
    Universe.prototype = this;

    // 實例
    instance = new Universe();

    // 重設構造函數指針
    instance.constructor = Universe;

    // 其它功能
    instance.start_time = 0;
    instance.bang = "Big";

    return instance;
}


// 測試
var uni = new Universe();
var uni2 = new Universe();
console.log(uni === uni2); // true

// 添加原型屬性
Universe.prototype.nothing = true;

var uni = new Universe();

Universe.prototype.everything = true;

var uni2 = new Universe();

console.log(uni.nothing); // true
console.log(uni2.nothing); // true
console.log(uni.everything); // true
console.log(uni2.everything); // true
console.log(uni.constructor === Universe); // true

方式4

var Universe;

(function () {

    var instance;

    Universe = function Universe() {
        if (instance) {
            return instance;
        }
        instance = this;

        // 其它內容
        this.start_time = 0;
        this.bang = "Big";
    };
}());

//測試代碼
var a = new Universe();
var b = new Universe();
alert(a === b); // true
a.bang = "123";
alert(b.bang); // 123