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JavaScript設(shè)計(jì)模式之單例模式詳解

更新時(shí)間：2024年08月09日 08:25:17 作者：Alo365

單例模式（Singleton Pattern）是一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式,確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例,并提供全局訪問該實(shí)例的方式,這在某些場(chǎng)景下非常有用,例如配置管理類、日志類或數(shù)據(jù)庫連接管理類,需要的朋友可以參考下

什么是單例模式

單，單個(gè)；例，實(shí)例。顧名思義，單例設(shè)計(jì)模式就是限制一個(gè)類必須只能有一個(gè)類，如果第二次創(chuàng)建的時(shí)候，我們可以拋出錯(cuò)誤或者返回第一次的實(shí)例。

我們知道當(dāng)new一個(gè)構(gòu)造函數(shù)時(shí)就會(huì)得到一個(gè)實(shí)例對(duì)象，new的執(zhí)行原理如下：

function Person() {
  // let obj = {   // 1
  //   name: 'Tom'   // 3的效果
  // }
  // Person.call(obj) // 2 讓Person構(gòu)造函數(shù)的this指向obj
  // obj.__proto__ = Person.prototype  // 4   //讓實(shí)例對(duì)象的隱式原型等于構(gòu)造函數(shù)的顯示原型
  // return obj  // 5 返回實(shí)例對(duì)象
  
  this.name = 'Tom'  // 3 往obj上添加屬性
  
  let p1 = new Person()
   let p2 = new Person()

 console.log(p1 === p2);//false
}

當(dāng)使用 new 關(guān)鍵字創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象時(shí)，每次都會(huì)生成一個(gè)新的實(shí)例，這意味著每個(gè)對(duì)象都有自己獨(dú)立的內(nèi)存空間和引用地址。因此，即使兩個(gè)對(duì)象是由同一個(gè)類或構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建的，它們的引用地址也是不同的。

而單例模式就是要我們不管new多少次，都得到相同的這個(gè)對(duì)象。

實(shí)現(xiàn)方法

一、采用static靜態(tài)方法

靜態(tài)方法在類本身上定義，不依賴于類的實(shí)例。所以靜態(tài)方法只能被類訪問，不能被實(shí)例對(duì)象訪問

全局訪問：靜態(tài)方法提供了一個(gè)類級(jí)別的全局訪問點(diǎn)，可以在不實(shí)例化類的情況下調(diào)用。
實(shí)例管理：靜態(tài)方法可以操作靜態(tài)屬性來存儲(chǔ)和管理唯一實(shí)例，從而確保實(shí)例的唯一性。

示例代碼

class Person {
constructor() {
 this.name = 'Tom'  //初始化name屬性
}
static getInstance() {//靜態(tài)方法，用于創(chuàng)建或獲取 Person的唯一實(shí)例
 if (!Person.instance) {//如果不存在，則創(chuàng)建一個(gè)新的 實(shí)例
   Person.instance = new Person()
 }
 return Person.instance//將其賦值給Person.instance
}
}

let p1 = Person.getInstance()
let p2 = Person.getInstance()

console.log(p1 === p2)//true

二、閉包

1. 閉包的基本概念

閉包是一個(gè)函數(shù)和其相關(guān)的詞法環(huán)境的組合，這個(gè)環(huán)境包含了該函數(shù)的作用域中的所有變量。

在JavaScript中，閉包允許函數(shù)訪問其外部作用域中的變量，即使函數(shù)在外部作用域之外被調(diào)用時(shí)，也可以保留對(duì)這些變量的訪問權(quán)限。

2. 單例模式的需求

單例模式需要以下特性：

唯一實(shí)例：保證類在整個(gè)應(yīng)用程序中只有一個(gè)實(shí)例。
全局訪問：提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)來獲取這個(gè)唯一實(shí)例。

3. 使用閉包實(shí)現(xiàn)單例模式

閉包可以通過封裝實(shí)例的創(chuàng)建和管理邏輯來實(shí)現(xiàn)單例模式。具體來說，閉包可以幫助我們創(chuàng)建一個(gè)私有作用域來保存唯一實(shí)例，從而控制實(shí)例的唯一性。

示例代碼

class Person {
  constructor() {
    this.name = 'Tom'
  }
  static getInstance() {
    let instance = null
    return function() {
      if (!instance) {
        instance = new Person()
      }
      return instance
    }
  }
}

const simple = Person.getInstance()
let p1 = simple()
let p2 = simple()

console.log(p1 === p2);

這段代碼中關(guān)于閉包的使用：

每次調(diào)用返回的匿名函數(shù)時(shí)，閉包會(huì)記住 instance 變量的值。
如果 instance 為 null，則創(chuàng)建一個(gè)新的 Person 實(shí)例，并將其賦值給 instance 變量。
如果 instance 已經(jīng)存在，則直接返回這個(gè)實(shí)例。
閉包創(chuàng)建了一個(gè)私有作用域，在這個(gè)作用域內(nèi)管理 instance 變量，使其不會(huì)被外部代碼直接訪問或修改。這確保了只有一個(gè)實(shí)例能夠被創(chuàng)建，并且所有對(duì)該實(shí)例的訪問都通過同一個(gè)方法。

應(yīng)用場(chǎng)景

這里我們用一段 HTML 進(jìn)行簡(jiǎn)單演示，展示如何通過單例模式來管理瀏覽器的 localStorage 數(shù)據(jù)存取。在某些場(chǎng)景下，我們需要確保對(duì) localStorage 的操作是由同一個(gè)實(shí)例來執(zhí)行的，避免重復(fù)創(chuàng)建對(duì)象，確保數(shù)據(jù)的一致性。

<body>
  <button id="save">存儲(chǔ)</button>
  <button id="get">取值</button>

  <script>
    let save = document.getElementById('save')
    let get = document.getElementById('get')

    // 定義一個(gè)Storage類，用單例模式封裝LocalStorage操作
    class Storage {
      // 使用靜態(tài)方法實(shí)現(xiàn)單例模式
      static getInstance() {
        if (!Storage.instance) {
          Storage.instance = new Storage();
        }
        return Storage.instance;
      }

      // 獲取LocalStorage中的數(shù)據(jù)
      getItem(key) {
        return localStorage.getItem(key);
      }

      // 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)到LocalStorage
      setItem(key, val) {
        return localStorage.setItem(key, val);
      }
    }

    // 獲取唯一的Storage實(shí)例
    const storage = Storage.getInstance();
    const storage2 = Storage.getInstance();
    
    // 點(diǎn)擊存儲(chǔ)按鈕，保存數(shù)據(jù)到LocalStorage
    save.onclick = function() {
      storage.setItem('name', '高老師');
    }

    // 點(diǎn)擊取值按鈕，彈出LocalStorage中的數(shù)據(jù)
    get.onclick = function() {
      alert(storage2.getItem('name'));
    }

  </script>
</body>
</html>

代碼解讀

HTML 結(jié)構(gòu)：
頁面中包含兩個(gè)按鈕，分別用于“存儲(chǔ)”和“取值”操作。通過 id 獲取按鈕元素，并綁定相應(yīng)的點(diǎn)擊事件。
Storage 類的定義：
Storage 類封裝了對(duì) localStorage 的操作，并通過靜態(tài)方法 getInstance 實(shí)現(xiàn)單例模式。這個(gè)方法確保 Storage 類在整個(gè)應(yīng)用中只有一個(gè)實(shí)例，這樣對(duì) localStorage 的訪問都是通過同一個(gè)對(duì)象進(jìn)行的。
按鈕事件處理：
- 點(diǎn)擊“存儲(chǔ)”按鈕時(shí)，Storage 實(shí)例的 setItem 方法將 '高老師' 存儲(chǔ)在 localStorage 中，鍵名為 'name'。
- 點(diǎn)擊“取值”按鈕時(shí)，Storage 實(shí)例的 getItem 方法讀取 localStorage 中存儲(chǔ)的 'name'，并通過彈窗顯示出來。

結(jié)果驗(yàn)證

在這段代碼中，無論你點(diǎn)擊多少次“存儲(chǔ)”或“取值”按鈕，所有的操作都會(huì)通過同一個(gè) Storage 實(shí)例進(jìn)行。這保證了數(shù)據(jù)的一致性，并且利用單例模式避免了不必要的對(duì)象創(chuàng)建。

應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

通過這種封裝方式，我們可以更方便地管理和擴(kuò)展與 localStorage 相關(guān)的操作，同時(shí)避免了全局狀態(tài)的混亂。此外，單例模式的使用確保了在整個(gè)應(yīng)用程序中，只會(huì)存在一個(gè) Storage 實(shí)例，簡(jiǎn)化了管理，減少了內(nèi)存消耗。

以上就是JavaScript設(shè)計(jì)模式之單例模式詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于JavaScript單例模式的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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