用JavaScript实现单例模式的最简单/最干净的方法是什么?
当前回答
我认为最干净的方法是:
var SingletonFactory = (function(){
function SingletonClass() {
//do stuff
}
var instance;
return {
getInstance: function(){
if (instance == null) {
instance = new SingletonClass();
// Hide the constructor so the returned object can't be new'd...
instance.constructor = null;
}
return instance;
}
};
})();
之后,可以调用函数as
var test = SingletonFactory.getInstance();
其他回答
我认为最简单的方法是声明一个简单的对象文字:
var myInstance = {
method1: function () {
// ...
},
method2: function () {
// ...
}
};
如果你想在你的单例实例上有私有成员,你可以这样做:
var myInstance = (function() {
var privateVar = '';
function privateMethod () {
// ...
}
return { // public interface
publicMethod1: function () {
// All private members are accessible here
},
publicMethod2: function () {
}
};
})();
这被称为模块模式,它基本上允许您通过使用闭包来封装对象上的私有成员。
如果你想阻止对单例对象的修改,你可以使用ES5 object .freeze方法冻结它。
这将使对象不可变,防止对其结构和值进行任何修改。
如果你正在使用ES6,你可以很容易地使用ES模块来表示一个单例,你甚至可以通过在模块范围内声明变量来保持私有状态:
// my-singleton.js
const somePrivateState = []
function privateFn () {
// ...
}
export default {
method1() {
// ...
},
method2() {
// ...
}
}
然后你可以简单地导入单例对象来使用它:
import myInstance from './my-singleton.js'
// ...
你可以用下面这个例子中的TypeScript装饰器来做:
class YourClass {
@Singleton static singleton() {}
}
function Singleton(target, name, descriptor) {
var instance;
descriptor.value = () => {
if(!instance) instance = new target;
return instance;
};
}
然后你像这样使用你的单例:
var myInstance = YourClass.singleton();
在撰写本文时,JavaScript引擎中还没有装饰器。你需要确保你的JavaScript运行时实际上启用了装饰器,或者使用像Babel和TypeScript这样的编译器。
还要注意的是,单例实例是“惰性”创建的,也就是说,只有当你第一次使用它时才会创建它。
下面是我实现单例模式的演练片段。这是我在面试过程中想到的,我觉得我应该在某个地方捕捉到这一点。
/*************************************************
* SINGLETON PATTERN IMPLEMENTATION *
*************************************************/
// Since there aren't any classes in JavaScript, every object
// is technically a singleton if you don't inherit from it
// or copy from it.
var single = {};
// Singleton Implementations
//
// Declaring as a global object...you are being judged!
var Logger = function() {
// global_log is/will be defined in the GLOBAL scope here
if(typeof global_log === 'undefined'){
global_log = this;
}
return global_log;
};
// The below 'fix' solves the GLOABL variable problem, but
// the log_instance is publicly available and thus can be
// tampered with.
function Logger() {
if(typeof Logger.log_instance === 'undefined') {
Logger.log_instance = this;
}
return Logger.log_instance;
};
// The correct way to do it to give it a closure!
function logFactory() {
var log_instance; // Private instance
var _initLog = function() { // Private init method
log_instance = 'initialized';
console.log("logger initialized!")
}
return {
getLog : function(){ // The 'privileged' method
if(typeof log_instance === 'undefined') {
_initLog();
}
return log_instance;
}
};
}
/***** TEST CODE ************************************************
// Using the Logger singleton
var logger = logFactory(); // Did I just give LogFactory a closure?
// Create an instance of the logger
var a = logger.getLog();
// Do some work
// Get another instance of the logger
var b = logger.getLog();
// Check if the two logger instances are same
console.log(a === b); // true
*******************************************************************/
同样可以在我的主旨页面上找到。
Christian C. Salvadó和zzzzBov的回答都给出了精彩的答案,但只是添加我自己的解释,基于我已经从PHP/Zend框架转向了沉重的Node.js开发,其中单例模式是常见的。
以下注释记录的代码基于以下需求:
函数对象的一个且只有一个实例可以被实例化 实例不是公开可用的,只能通过公共方法访问 构造函数不是公开可用的,只有在没有可用实例的情况下才可以实例化 构造函数的声明必须允许修改其原型链。这将允许构造函数从其他原型继承,并为实例提供“公共”方法
我的代码与zzzzBov的答案非常相似,除了我在构造函数中添加了一个原型链和更多的注释,这些注释应该有助于那些来自PHP或类似语言的人将传统的OOP转换为JavaScript的原型性质。它可能不是最简单的,但我相信它是最合适的。
// Declare 'Singleton' as the returned value of a self-executing anonymous function
var Singleton = (function () {
"use strict";
// 'instance' and 'constructor' should not be available in a "public" scope
// here they are "private", thus available only within
// the scope of the self-executing anonymous function
var _instance=null;
var _constructor = function (name) {
this.name = name || 'default';
}
// Prototypes will be "public" methods available from the instance
_constructor.prototype.getName = function () {
return this.name;
}
// Using the module pattern, return a static object
// which essentially is a list of "public static" methods
return {
// Because getInstance is defined within the same scope
// it can access the "private" 'instance' and 'constructor' vars
getInstance:function (name) {
if (!_instance) {
console.log('creating'); // This should only happen once
_instance = new _constructor(name);
}
console.log('returning');
return _instance;
}
}
})(); // Self execute
// Ensure 'instance' and 'constructor' are unavailable
// outside the scope in which they were defined
// thus making them "private" and not "public"
console.log(typeof _instance); // undefined
console.log(typeof _constructor); // undefined
// Assign instance to two different variables
var a = Singleton.getInstance('first');
var b = Singleton.getInstance('second'); // passing a name here does nothing because the single instance was already instantiated
// Ensure 'a' and 'b' are truly equal
console.log(a === b); // true
console.log(a.getName()); // "first"
console.log(b.getName()); // Also returns "first" because it's the same instance as 'a'
请注意,从技术上讲,自执行匿名函数本身就是一个单例函数,Christian C. Salvadó提供的代码很好地演示了这一点。这里唯一的问题是,当构造函数本身是匿名的时,不可能修改构造函数的原型链。
请记住,在JavaScript中,“公共”和“私有”的概念并不像在PHP或Java中那样适用。但是,通过利用JavaScript的函数作用域可用性规则,我们也达到了同样的效果。
简短的回答:
由于JavaScript的非阻塞特性,JavaScript中的单例在使用时非常难看。全局变量将在整个应用程序中为您提供一个实例,而不需要所有这些回调,模块模式将内部隐藏在接口后面。参见Christian C. Salvadó的回答。
但是,既然你想要一个单胞胎……
var singleton = function(initializer) {
var state = 'initial';
var instance;
var queue = [];
var instanceReady = function(createdInstance) {
state = 'ready';
instance = createdInstance;
while (callback = queue.shift()) {
callback(instance);
}
};
return function(callback) {
if (state === 'initial') {
state = 'waiting';
queue.push(callback);
initializer(instanceReady);
} else if (state === 'waiting') {
queue.push(callback);
} else {
callback(instance);
}
};
};
用法:
var singletonInitializer = function(instanceReady) {
var preparedObject = {property: 'value'};
// Calling instanceReady notifies the singleton that the instance is ready to use
instanceReady(preparedObject);
}
var s = singleton(singletonInitializer);
// Get the instance and use it
s(function(instance) {
instance.doSomething();
});
解释:
单例在整个应用程序中提供了不止一个实例:它们的初始化延迟到第一次使用。当您处理初始化开销很大的对象时,这确实是一个大问题。昂贵通常意味着I/O,在JavaScript中I/O总是意味着回调。
不要相信那些给出instance = singleton.getInstance()这样接口的答案,它们都没有抓住重点。
如果它们没有在实例就绪时运行回调,那么当初始化器执行I/O时,它们将不起作用。
是的,回调看起来总是比函数调用更丑,函数调用会立即返回一个对象实例。但是同样:当你执行I/O时,回调是必须的。如果你不想做任何I/O,那么在程序启动时实例化就足够便宜了。
例1,简单的初始化器:
var simpleInitializer = function(instanceReady) {
console.log("Initializer started");
instanceReady({property: "initial value"});
}
var simple = singleton(simpleInitializer);
console.log("Tests started. Singleton instance should not be initalized yet.");
simple(function(inst) {
console.log("Access 1");
console.log("Current property value: " + inst.property);
console.log("Let's reassign this property");
inst.property = "new value";
});
simple(function(inst) {
console.log("Access 2");
console.log("Current property value: " + inst.property);
});
例2,初始化I/O:
在这个例子中,setTimeout模拟了一些昂贵的I/O操作。这说明了为什么JavaScript中的单例真的需要回调。
var heavyInitializer = function(instanceReady) {
console.log("Initializer started");
var onTimeout = function() {
console.log("Initializer did his heavy work");
instanceReady({property: "initial value"});
};
setTimeout(onTimeout, 500);
};
var heavy = singleton(heavyInitializer);
console.log("In this example we will be trying");
console.log("to access singleton twice before it finishes initialization.");
heavy(function(inst) {
console.log("Access 1");
console.log("Current property value: " + inst.property);
console.log("Let's reassign this property");
inst.property = "new value";
});
heavy(function(inst) {
console.log("Access 2. You can see callbacks order is preserved.");
console.log("Current property value: " + inst.property);
});
console.log("We made it to the end of the file. Instance is not ready yet.");
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