设计模式-单例模式以及应用场景

发表于:2022-12-28 09:17

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 作者:Nordon    来源:稀土掘金

  单例模式在前端开发过程中非常常见,通俗来说就是某个类只能有一个实例,只能实例化一次,之后所有实例化的操作都是返回之前已经实例化的实例。
  UML:
  实现单例
  利用es6实现单例模式:
  class Singleton {
      constructor() {
          if (!Singleton.instance) {
              Singleton.instance = this;
          }
          return Singleton.instance;
      }
  }
  const single = new Singleton()
  const single2 = new Singleton()
  console.log(single === single2); // true
  可以看到single和single2是相等的,因为single2创建实例的时候返回的还是上一次的实例,无论之后调用多少次都是如此。
  利用闭包实现单例模式:
  const singleton = (function () {
    function Person() {}
      let singleInstance;
      return function () {
          // 第一次实例化时
          if (!singleInstance) {
              singleInstance = new Person()
          }
      
          // 直接返回
          return singleInstance;
      };
  })();
  const single = singleton();
  const single2 = singleton();
  console.log(single === single2); // true
  Person需要放在IIFE中,若是放到外面,此时用户是可以直接new Person实例化,并不能很好的控制,放在IIFE中可以防止外部直接实例化。
  若是此时需要再创建一个类的单例,这样实现的单例模式便需要重新CV一份代码,显然是不符合我们的预期的,因此需要将上述代码进行改造:
  function Person() {}
  /** 
   * constructor: 将需要单例的类 通过参数传递
  */
  const singleton = function (constructor) {
      let singleInstance;
      return function () {
          // 第一次实例化时
          if (!singleInstance) {
              constructor.apply(this, arguments);
              Object.setPrototypeOf(this, constructor.prototype);
              singleInstance = this;
          }
          // 直接返回
          return singleInstance;
      };
  };
  const createPerson = singleton(Person)
  const p = new createPerson();
  const p2 = new createPerson();
  console.log(p === p2); // true
  需要注意Object.setPrototypeOf(this, constructor.prototype);,若是不讲this的prototype指向重新指向到constructor,那么通过此进行的实例对象是不能调用constructor.prototype上面的方法的,因为此时this的prototype指向是singleton函数中return的匿名函数。
  使用Object.setPrototypeOf改变prototype的指向是并不是一件理想的事情
  警告: ** 由于现代 JavaScript 引擎优化属性访问所带来的特性的关系,更改对象的[[Prototype]]在各个*浏览器和 JavaScript 引擎上都是一个很慢的操作。其在更改继承的性能上的影响是微妙而又广泛的,这不仅仅限于obj.__proto__ = ...语句上的时间花费,而且可能会延伸到任何*代码,那些可以访问*任何***[[Prototype]]已被更改的对象的代码。如果你关心性能,你应该避免设置一个对象的[[Prototype]]。相反,你应该使用Object.create()来创建带有你想要的[[Prototype]]的新对象。
  终极版本:
  主要变动singleton函数,其他代码保持不变。
  const singleton = function (constructor) {
      let singleInstance;
      let singleConstructor = function () {
          // 第一次实例化时
          if (!singleInstance) {
              constructor.apply(this, arguments);
              singleInstance = this;
          }
          // 直接返回
          return singleInstance;
      };
      singleConstructor.prototype = Object.create(constructor.prototype);
      return singleConstructor;
  };
  应用场景
  单例模式不仅各种库、框架中十分常见,在日常开发过程使用的非常普遍,还可以帮助我们更优雅的组织代码、编写代码。
  Vuex
  在vuex中,就有单例的使用: 省略一些无关代码:
  if (!Vue && typeof window !== 'undefined' && window.Vue) {
    install(window.Vue)
  }
  function install (_Vue) {
    if (Vue && _Vue === Vue) {
      console.error('[vuex] already installed. Vue.use(Vuex) should be called only once.')
      return
    }
    Vue = _Vue
  }
  Message组件
  在UI组件库中,Message组件是非常常见的,而且都是支持同时多个展示,那么本次利用单例,将其进行修改为同时只能展示一个,下面的案例以Vue为例。
  首先常见Message组件的内容。
  main.vue文件内容:
  <template>
      <div v-show="visible">message组件</div>
  </template>
  <script type="text/babel">
  export default {
      data() {
          return {
              visible: false
          };
      },
      methods: {
          close() {
              this.visible = false;
          },
          show() {
              this.visible = true;
          }
      }
  };
  </script>
  代码内容非常简单,只有一个变量visible和两个函数,控制组件的展示和隐藏
  接下来看如何控制其展示。
  main.js的内容:
  import Vue from "vue";
  import Main from "./main.vue";
  let MessageConstructor = Vue.extend(Main);
  class Message {
      /** 
       * 展示 message组件
       */
      show() {
          this.instance.show()
      }
      /** 
       * 关闭 message组件
       */
      close() {
          this.instance.close()
      }
  
      /** 
       * 单例
       */
      static getInstance() {
          if(!this.instance) {
              let instance = new MessageConstructor();
              this.instance = instance;
              instance.$mount();
              document.body.appendChild(instance.$el);
          }
          return this.instance
      }
  }
  Message.getInstance().show();
  Message.getInstance().close();
  无论调用show多少次,展示的都是同一个,因为通过单例模式,使用的都是同一个实例。
  缓存
  比如在业务开发过程中,将需要通过接口请求的数据或者一系列操作得到的数据进行缓存,这个数据具备持久性、不变性,否则缓存下来之后会导致出现问题,这个时候就可以利用单例模式将数据进行缓存。
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