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JavaScript設(shè)計模式之單例模式詳解

 更新時間：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)計模式,確保一個類只有一個實例,并提供全局訪問該實例的方式,這在某些場景下非常有用,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；例，實例。顧名思義，單例設(shè)計模式就是限制一個類必須只能有一個類，如果第二次創(chuàng)建的時候，我們可以拋出錯誤或者返回第一次的實例。

我們知道當new一個構(gòu)造函數(shù)時就會得到一個實例對象，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   //讓實例對象的隱式原型等于構(gòu)造函數(shù)的顯示原型
  // return obj  // 5 返回實例對象
  
  this.name = 'Tom'  // 3 往obj上添加屬性
  
  let p1 = new Person()
   let p2 = new Person()

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

當使用 new 關(guān)鍵字創(chuàng)建一個對象時，每次都會生成一個新的實例，這意味著每個對象都有自己獨立的內(nèi)存空間和引用地址。因此，即使兩個對象是由同一個類或構(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，都得到相同的這個對象。

實現(xiàn)方法

一、采用static靜態(tài)方法

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

  • 全局訪問：靜態(tài)方法提供了一個類級別的全局訪問點，可以在不實例化類的情況下調(diào)用。

  • 實例管理：靜態(tài)方法可以操作靜態(tài)屬性來存儲和管理唯一實例，從而確保實例的唯一性。

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的唯一實例
 if (!Person.instance) {//如果不存在，則創(chuàng)建一個新的 實例
   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

閉包是一個函數(shù)和其相關(guān)的詞法環(huán)境的組合，這個環(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，也可以保留對這些變量的訪問權(quán)限。

2. 單例模式的需求

單例模式需要以下特性：

  • 唯一實例：保證類在整個應(yīng)用程序中只有一個實例。
  • 全局訪問：提供一個全局訪問點來獲取這個唯一實例。

3. 使用閉包實現(xiàn)單例模式

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

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，閉包會記住 instance 變量的值。
  • 如果 instance 為 null，則創(chuàng)建一個新的 Person 實例，并將其賦值給 instance 變量。
  • 如果 instance 已經(jīng)存在，則直接返回這個實例。
  • 閉包創(chuàng)建了一個私有作用域，在這個作用域內(nèi)管理 instance 變量，使其不會被外部代碼直接訪問或修改。這確保了只有一個實例能夠被創(chuàng)建，并且所有對該實例的訪問都通過同一個方法。

應(yīng)用場景

這里我們用一段 HTML 進行簡單演示，展示如何通過單例模式來管理瀏覽器的 localStorage 數(shù)據(jù)存取。在某些場景下，我們需要確保對 localStorage 的操作是由同一個實例來執(zhí)行的，避免重復創(chuàng)建對象，確保數(shù)據(jù)的一致性。

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

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

    // 定義一個Storage類，用單例模式封裝LocalStorage操作
    class Storage {
      // 使用靜態(tài)方法實現(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);
      }

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

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

    // 點擊取值按鈕，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)：
    頁面中包含兩個按鈕，分別用于“存儲”和“取值”操作。通過 id 獲取按鈕元素，并綁定相應(yīng)的點擊事件。

  • Storage 類的定義：
    Storage 類封裝了對 localStorage 的操作，并通過靜態(tài)方法 getInstance 實現(xiàn)單例模式。這個方法確保 Storage 類在整個應(yīng)用中只有一個實例，這樣對 localStorage 的訪問都是通過同一個對象進行的。

  • 按鈕事件處理：

    • 點擊“存儲”按鈕時，Storage 實例的 setItem 方法將 '高老師' 存儲在 localStorage 中，鍵名為 'name'。
    • 點擊“取值”按鈕時，Storage 實例的 getItem 方法讀取 localStorage 中存儲的 'name'，并通過彈窗顯示出來。

結(jié)果驗證

在這段代碼中，無論你點擊多少次“存儲”或“取值”按鈕，所有的操作都會通過同一個 Storage 實例進行。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象創(chuàng)建。

應(yīng)用優(yōu)勢

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

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

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