JavaScript中单例模式这样用

如果希望自己的代码更优雅、可维护性更高以及更简洁，往往离不开设计模式这一解决方案。

在JS设计模式中，最核心的思想：封装变化（将变与不变分离，确保变化的部分灵活，不变的部分稳定）。

单例模式

那么来说说第一个常见的设计模式：单例模式。

单例模式保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问方式，为了解决一个全局使用的类频繁被创建和销毁、占用内存的问题。

ES5中通过闭包

在ES5中，可以使用闭包（函数内部返回函数被外界变量所引用，导致这个函数里面的变量无法被释放，就构建成闭包）来保存这个类的实例。

var Singeton = (function(){
    var instance;
    
    function User(name,age){
        this.name=name;
        this.age=age;
    }
    
    return function(name,age){
        if(!instance){
            instance = new User(name,age)
        }
        return instance
    }
})()

此时这个实例一旦生成，每次都是返回这个实例，且不会被修改，可以看到下面的代码，当给 User 对象初始赋值 name：alice，age：18 时，以后再赋值便无效了，以及每次返回都是初始的实例对象。

ES6中使用类的静态属性

以上代码使用ES6语法来实现，通过类的静态属性来保存唯一的实例对象。

  class Singeton {
    constructor(name,age){
        if(!Singeton.instance){
            this.name = name;
            this.age = age;
            Singeton.instance = this;
        }

       return Singeton.instance;
    }
}

创建方式仍然是一样的，通过 new 关键字创建类的实例对象。

案例

那这样一种设计模式在开发中实际有什么用途呢？我们试想这样一个业务场景：访问网站时，很久没有操作页面，此时授权过期，当我们点击页面上的任何一个地方，都会弹出一个登录框。

那么这个登录框，是全局唯一的，不会存在多份，也不会互相冲突，所以不需要每次都创建一份，保留初始那一份就够了。

提前创建节点

我们可能会想到首先在页面中提前创建节点，编写好页面样式，最后通过控制元素的 display 属性来达到显示和隐藏的效果。

<div class="modal">登录对话框div>
<button id="open">打开button>
<button id="close">关闭button>

<style>
  .modal {
    display: none;
    /* 其他布局代码省略 */
  }
style>

<script>
  document.querySelector("#open").onclick = function(){
     const modal = document.querySelector('.modal')
     modal.style.display = 'block'
  }
script>

这样可以完成需求，全局只有一个登录框，每次都展示同一个。但问题是dom元素从一开始它创建好并添加到body中，无论是否需要用到，如果有些场景不需要登陆，那么这里初始渲染就会浪费空间。

单例模式

那如果不需要初始渲染，仅当需要时才使用，并且每次都返回同一个实例的单例模式应该如何实现呢？

我们可以这样处理

<script>
const Modal = (function(){
  let instance = null
  return function(){
      if(!instance){
          instance = document.createElement("div")
          instance.innerHTML = "登录对话框"
          instance.className = "modal"
          instance.style.display = "none"
          document.body.appendChild(instance)
      }
      return instance
  }
})()

document.querySelector("#open").onclick = function(){
      //创建modal，如果放在外面，一开始就会创建元素
      const modal = Modal()    
      //显示modal
      modal.style.display = "block"
  }

  document.querySelector("#close").onclick = function(){
      const modal = Modal()    
      modal.style.display = "none"
  }
script>

虽然上面的方式可以达到效果，但是创建对象和管理单例的逻辑都放在了对象内部，是有些混乱的。并且如果下次需要创建页面中唯一的 iframe，或者 script 标签，就得将以上函数照抄一遍。

通用单例

首先拆分函数逻辑，将执行创建对象的逻辑拿出来

const createLayer = function(){
  let div = document.createElement("div")
  div.innerHTML = "登录对话框"
  div.className = "modal"
  div.style.display = "none"
  document.body.appendChild(div);
  return div;
}

const Modal = (function(){
  let instance = null
  return function(){
      if(!instance){
          instance = createLayer()
      }
      return instance
  }
})()

以上修改后代码逻辑就更为清晰，但此时还不支持通用化的创建别的组件，这时候我们想想如何将创建单例的方法进行一些优化，是否可以将单例需要执行的函数抽象化。

const createSingle = (function(fn){
    let instance; 
    return function(){
        return instance || ( instance = fn.apply(this, arguments))
    }
})()

这样改造后，如果存在创建 iframe 的方法，也可以直接使用。

const createIframe = function() {
  const iframe = document.createElement('iframe');
  iframe.style.display = 'none';
  document.body.appendChild(iframe);
  return iframe
}
const singleIframe = createSingle(createIframe)

document.querySelector("#open").onclick = function(){
 const iframe = singleIframe()
 iframe.style.display = 'block'
}

实际应用

以上都是咱小打小闹的试用，那再来看看社区中一些非常棒的实现吧~ 比如：React 中常用的状态管理工具 Redux 就使用到了单例模式，它有这样一些要求。

• 单一数据源：整个应用的 state 只存在于唯一一个 store 中。
• State 是只读的：不要直接改变 state 的值，唯一改变 state 的方法就是触发 action。
• reducer 是纯函数：需要编写纯函数 reducer 来修改 state 的值。

来看看 Redux 的源码，为了便于阅读已删减部分逻辑判断和注释，可以看到通过 store 的 getState 方法每次获取闭包中的 currentState。

单例模式在内存中只有一个实例，可以减少内存开支，同时还能在系统设置全局的访问点，优化和共享资源。

以上就是单例模式的相关介绍。更多有关 前端、设计模式的内容可以参考我其它的博文，持续更新中~