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设计模式 | 工作中会用到的单例模式

2024-12-02 23:30

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本文转载自微信公众号「DYBOY」,作者DYBOY。转载本文请联系DYBOY公众号。

单例模式是非常常用的一种设计模式,工作中我们会用到例如弹窗、音频管理、消息管理中心、公共工具函数类等在应用中只需要单个实例的场景,这些都和单例模式密不可分。

单例模式,很常用也非常重要,将单例模式应用于程序开发设计,可减少重复代码,提升程序效率,同时单例的唯一性也使得数据流更加清晰,便于维护管理。

一、什么是单例模式

单例模式(Singleton Pattern)保证一个类只有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。

是不是瞬间想到了 JavaScript 中的全局变量 window、localStorage,它们在全局中提供了访问点,并且只有唯一实例。

在一些多线程编程语言中,单例模式会涉及到同步锁的问题,而 JavaScript 是单线程运行的,因此可以暂时忽略线程安全问题。

单例和单身狗类似,直到程序销毁,整个程序里都找不出第二个和它能够匹配上的

二、实现单例模式

单例模式从其定义就可以看出,是一个比较简单的设计模式,其核心思想是保证唯一实例,因此如下简单实现一个蒙层功能单例类,一步步完善。

2.1 蒙层单例类

现在的工作环境下都是基于 ES6 及以上的开发模式,因此我们直接带入 class 思想去实现,如果有需要了解相关基础内容的同学推荐阅读:《这些JS设计模式的基础知识点你都会了吗?》。

蒙层的功能:

因此,该蒙层单例的实现如下:

  1.  
  2. class Mask { 
  3.   static instance: Mask; 
  4.   private isShow: boolean; 
  5.   private maskDom: HTMLDivElement; 
  6.  
  7.   static getInstance() { 
  8.     if (!Mask.instance) { 
  9.       Mask.instance = new Mask(); 
  10.     } 
  11.     return Mask.instance; 
  12.   } 
  13.  
  14.   constructor() { 
  15.     this.isShow = false
  16.     this.maskDom = this.init(); 
  17.   } 
  18.  
  19.    
  20.   private init() { 
  21.     const dom = document.createElement("div"); 
  22.     dom.setAttribute( 
  23.       "style"
  24.       "z-index: 99999; position: fixed; top: 0; left: 0; width: 100%; height: 100%; display: none; pointer-events: all; user-select: none; cursor: not-allowed;" 
  25.     ); 
  26.     document.body.appendChild(dom); 
  27.     return dom; 
  28.   } 
  29.  
  30.    
  31.   public show() { 
  32.     if (this.isShow) return
  33.     this.maskDom.style["display"] = "block"
  34.     this.isShow = true
  35.   } 
  36.  
  37.    
  38.   public hide() { 
  39.     if (!this.isShow) return
  40.     this.maskDom.style["display"] = "none"
  41.     this.isShow = false
  42.   } 
  43.  
  44. // 直接导出实例 
  45. export default Mask.getInstance(); 

使用方式:

  1. import Mask from "./utils/Mask"
  2.  
  3. Mask.show(); 
  4. Mask.hide(); 

这种在已开始就创建实例的方式,被称作“饿汉式单例”,另一种在需要的时候才创建实例的方式被称作“懒汉式单例”。

因此“饿汉式单例”的缺点就是:类加载时就初始化,浪费内存。

不过在现代借助 Webpack 等打包构建工具,如果没有使用到这个组件,也不会将这个组件打包进来,另外在 React、Vue 框架按需加载组件的设计实现下,组件也是按需通过网络下载分包组件文件,然后缓存起来,所以浪费内存这一缺点可忽略。因此,在 JavaScript 中懒汉式和饿汉式的区分不大。

推荐使用导出的时候就导出一个实例,例如:

  1. export default Mask.getInstance(); 

2.2 透明蒙层单例

在上述的导出实例中,只能调用 Mask.getInstance() ,对于其他使用者来说其实已经规避了如何判断是否是单例类的问题。

另外,如果我们的导出形式是这样的:

  1. export default Mask; 

那么其他同学在引用这个组件时候,如果不知道是一个单例类,那他就可能会直接 new Mask() 方式使用,那么就会创建多个不同的实例,失去了单例的效果,为了让单例类使用的时候能像普通类创建对象的写法一致,在使用的时候和其他普通类一样,我们把这个处理方式叫做“透明化”。

为此,稍微改动下构造函数中的判断:

  1. constructor() { 
  2.   if (Mask.instance) { 
  3.     return Mask.instance; 
  4.   } 
  5.   this.isShow = false
  6.   this.maskDom = this.init(); 
  7.   return Mask.instance = this; 
  8.  
  9. ... 
  10.  
  11. export default Mask; 

使用验证:

  1. const a = new Mask(); 
  2. a.show(); 
  3. const b = new Mask(); 
  4. b.hide(); 
  5. console.log("是否相等:", a === b); 
  6. // output: 是否相等 true,并且蒙层被隐藏 

如果为了保证类的透明性,使用方式的统一,可以采用在构造函数中预先判断是否存在实例的方式来实现。

2.3 单例化工具函数

通过上述对单例模式的实现和使用,其实可以想到一个问题,单例模式,只需要保证唯一实例即可,而保证唯一实例的方式,是通过一个变量来判断当前实例是否已经被创建过,如果已经创建了,则直接返回该实例,否则创建后再返回实例。

那么通用的单例模式,应该将单例化和类的职责拆分开。

讲到这,对于前面分享的《从“图片预加载”认识代理设计模式》中的缓存代理就非常相似了,借助代理模式的思想,用闭包来缓存单例。

单例化缓存工具函数:

  1. export const proxySingleton = (fn) => { 
  2.   let instance; 
  3.   return () => { 
  4.     if (instance) return instance; 
  5.     return instance = new fn(); 
  6.   }; 
  7. }; 

传入我们之前写的任意类,类名指向了构造函数

  1. export const singletonMask = proxySingleton(Mask); 

使用的时候:

  1. import { singletonMask } from "./utils/ProxySingleton"
  2.  
  3. const a = singletonMask(); 
  4. a.show(); 
  5. const b = singletonMask(); 
  6. b.hide(); 
  7. console.log("是否相等:", a === b); 
  8. // output: 是否相等 true,并且蒙层被隐藏 

这样我们就将单例化和创建蒙层类职责拆分,遵循单一职责原则。

2.4 ES6 export实例 import单例

举一反三,是不是在 ES6 中直接 export 一个实例是否就可以看作是单例了呐?

  1. export default new Mask(); 

import 引入是采用的单例(Singleton)模式,多次用 import 引入同一个模块时,只会引入一次该模块的实例 —— 《ECMAScript 6 入门》

因此,如果要通用的单例对象,我们可以直接在 export 的时候,就导出实例。

之前我们研究过 EventEmitter3 事件触发器的原理,为了让之在全局只有一个实例,我们的使用方法如下:

  1. // ./utils/eventEmitter.ts 
  2. import EventEmitter from 'eventemitter3'
  3.  
  4. export default new EventEmitter(); 

这样导出的 eventEmitter 就是一个单例,唯一,且全局可访问。

三、总结

单例模式在工作中经常用到,当我们有意识地使用单例管理具有唯一属性的实例,将会使得程序更容易管理维护。

结合 ES6 的 import 和 export 关键词,单例模式的应用也变得更加简便。 

在实现单例中,我们有将单例和蒙层类功能拆分开,也有合在一起的,这取决于在你的项目中想要如何设计,如果单例并非是大面积的组件套用,其实还是推荐合在一起,有助于后续在单文件中维护整个功能类。

 

来源:DYBOY 内容投诉

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