[译]Javascript中的单例模式

wangfulin

原文:The Single Pattern

单例模式被熟知是因为它把一个类的实例化限制在只有一个对象。传统的实现方式是:创建一个类,这个类里面有一个方法在对象不存在的时候创造一个实例,存在的时候,只需要返回这个对象的引用即可。

单例和静态类(或者对象)是有区别的,因为我们可以延迟他们的初始化。因为他们需要一些在初始化的时候不能获得的信息。他们没有提供一种方式让不知道他们之前引用的代码去获取他们。这是因为由单例返回的既不是对象也不是类,而是一种结构。想想大括号形成的不是真正的闭包,函数作用于提供的闭包才是真正的闭包。

Javascript中,单例作为共享资源的命名空间,它隔离了实现的代码和全局变量,为了能够让函数有唯一的一个入口。

我们可以通过下面的方法实现单例:

    var mySingleton=(function(){
        //存储单例引用的实例
        var instance;

        function init(){
            //单例

            //私有方法和属性
            function privateMethod(){
                console.log("I am private");
            }

            var privateVariable="Im alse private";
    
            var privateRandomNumber=Math.random();

            return {
                //公有方法和属性
                publicMethod:function(){
                    console.log("The public can see me!");
                },
                publicProperty:"I am also public",
                getRandomNumber:function(){
                    return privateRandomNumber;
                }
            };
        }

        return {

            //如果存在获取单例实例的引用
            //不存在,创建实例
            getInstance:function(){
                if(!instance){
                    instance=init();
                }
                return instance;
            }
        };
        
    })();

    var myBadSingleton=(function(){
        //指向单例的引用
        var instance;

        function init(){
            //单例
            var privateRandomNumber=Math.random();

            return {
                getRandomNumber:function(){
                    return privateRandomNumber;
                }
            }
        }

        return {
            //无论什么时候都创建一个单例实例
            getInstance:function(){
                instance=init();
    
                return instance;
            }
        };
    })();

    //使用:
    
    var singleA=mySingleton.getInstance();
    var singleB=mySingleton.getInstance();
    console.log(singA.getRandomNumber()===singleB.getRandomNumber()); //true

    var badSingleA=myBadSingleton.getInstance();
    var badSingleB=myBadSingleton.getInstance();
    console.log(badSingleA.getRandomNumber()!==badSingleB.getRandomNumber());//true
    
    //注意:因为我们使用的是随机数
    //所以上面的值还是有可能相同的
    //但是可能性很低,上面的例子还是有效的。

使用单例可以让我们有一个指向实例的统一入口(一般通过MySingleton.getInstance()的方式),这样我们就不需要直接通过new MySingleton()的方式直接调用啦。这在javascript中也是可以实现的。

在四人帮这本书中,单例的适用场景被描述为下面这些:

  • 必须只有一个类的实例,而且必须可以通过大家都知道的入口让大家可以访问到。

  • 当这个唯一的实例需要被之类扩展的时候,用户可以在不需要修改代码的情况下扩展它。

第二点指出了我们可能遇到的场景,比如:

mySingleton.getInstance=function(){
    if(this._instance==null){
        if(isFoo()){
            this._instance=new FooSingleton();
        }else{
            this._instance=new BasicSingleton();
        }
    }
    return this._instance;
}

这里,getInstance变得有些像工厂方法,我们访问它的时候并不需要更新我们的每一部分代码。上面的FooSingleton可能是BasicSingleton的之类,并且实现了同样的接口。

为什么在单例中延迟执行被认为很重要呢?:

在C++中,它被用来让我们解决动态初始化执行顺序的不可预测性,把控制权交给了程序。

需要注意的是区分类的静态实例和单例的区别是很重要的。尽管单例可以被实现成静态实例。但是同时也可以延迟构造,不需要消耗资源也不会消耗内存直到需要它的时候再初始化。

如果我们有一个可以被直接初始化的静态对象,我们需要确保代码是按照顺序执行的。(比如,车的对象初始化的时候车轮必须已经存在)并且它在你有很多资源文件的时候不会变大。

单例和静态对象都很有用,但是不能过度使用。就像不能过度使用其他模式一样。

实践中,当我们在整个系统中只需要一个对象与其他对象通信的时候,单例模式是非常有用的。下面就是单例在上下文中使用模式的一个例子:

var SingletonTester = (function () {

  // options: an object containing configuration options for the singleton
  // e.g var options = { name: "test", pointX: 5};
  function Singleton( options ) {

// set options to the options supplied
// or an empty object if none are provided
options = options || {};

// set some properties for our singleton
this.name = "SingletonTester";

this.pointX = options.pointX || 6;

this.pointY = options.pointY || 10;

   }

   // our instance holder
  var instance;

  // an emulation of static variables and methods
  var _static = {

name: "SingletonTester",

    // Method for getting an instance. It returns
    // a singleton instance of a singleton object
    getInstance: function( options ) {
      if( instance === undefined ) {
        instance = new Singleton( options );
      }

      return instance;

    }
  };

  return _static;

})();

var singletonTest = SingletonTester.getInstance({
      pointX: 5
});

// Log the output of pointX just to verify it is correct
// Outputs: 5
console.log( singletonTest.pointX );

尽管单例在这里使用时有效的,但是经常当我们需要在javascript中使用它的时候,往往意味着我们应该重新审视我们的设计啦。

他们往往意味着系统的模块要不就是耦合过紧啦,要么逻辑延伸的太大啦。单例的使用往往会让测试变得更加困难,因为存在隐藏依赖,难以创建多个实例,难以找到根依赖等问题。

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