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
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.");
其他回答
我从JavaScript模式中得到了这个例子 用编码和设计模式构建更好的应用程序一书(Stoyan Stefanov著)。如果你需要一些简单的实现类，比如单例对象，你可以使用一个直接函数，如下所示:
var ClassName;
(function() {
var instance;
ClassName = function ClassName() {
// If the private instance variable is already initialized, return a reference
if(instance) {
return instance;
}
// If the instance is not created, save a pointer of the original reference
// to the private instance variable.
instance = this;
// All constructor initialization will be here
// i.e.:
this.someProperty = 0;
this.someMethod = function() {
// Some action here
};
};
}());
你可以通过下面的测试用例来检查这个例子:
// Extending defined class like singleton object using the new prototype property
ClassName.prototype.nothing = true;
var obj_1 = new ClassName();
// Extending the defined class like a singleton object using the new prototype property
ClassName.prototype.everything = true;
var obj_2 = new ClassName();
// Testing makes these two objects point to the same instance
console.log(obj_1 === obj_2); // Result is true, and it points to the same instance object
// All prototype properties work
// no matter when they were defined
console.log(obj_1.nothing && obj_1.everything
&& obj_2.nothing && obj_2.everything); // Result true
// Values of properties which are defined inside of the constructor
console.log(obj_1.someProperty); // Outputs 0
console.log(obj_2.someProperty); // Outputs 0
// Changing property value
obj_1.someProperty = 1;
console.log(obj_1.someProperty); // Output 1
console.log(obj_2.someProperty); // Output 1
console.log(obj_1.constructor === ClassName); // Output true
这种方法通过了所有测试用例，而当使用原型扩展时，私有静态实现将失败(它可以被修复，但并不简单)，而公共静态实现则不太可取，因为实例是公开给公众的。
jsFiddly demo.
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.");
另一种方法-只是确保类不能再新的。
这样，您就可以使用instanceof op。此外，您还可以使用原型链来继承类。这是一个普通的课程，但是你不能去学。如果你想获取实例，只需使用getInstance:
function CA()
{
if(CA.instance)
{
throw new Error('can not new this class');
}
else
{
CA.instance = this;
}
}
/**
* @protected
* @static
* @type {CA}
*/
CA.instance = null;
/* @static */
CA.getInstance = function()
{
return CA.instance;
}
CA.prototype =
/** @lends CA# */
{
func: function(){console.log('the func');}
}
// Initialise the instance
new CA();
// Test here
var c = CA.getInstance()
c.func();
console.assert(c instanceof CA)
// This will fail
var b = new CA();
如果不想公开实例成员，只需将其放入闭包中。
您可以在每次新的执行中返回相同的实例-
function Singleton() {
// lazy
if (Singleton.prototype.myInstance == undefined) {
Singleton.prototype.myInstance = { description: "I am the instance"};
}
return Singleton.prototype.myInstance;
}
a = new Singleton();
b = new Singleton();
console.log(a); // { description: "I am the instance"};
console.log(b); // { description: "I am the instance"};
console.log(a==b); // true
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