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
我不确定我是否同意用模块模式来代替单例模式。我经常看到单例对象在完全没有必要的地方被使用和滥用,我确信模块模式填补了程序员使用单例对象的许多空白。然而,模块模式不是单例的。
模块模式:
var foo = (function () {
"use strict";
function aPrivateFunction() {}
return { aPublicFunction: function () {...}, ... };
}());
在模块模式中初始化的所有内容都在声明Foo时发生。此外,模块模式可用于初始化构造函数,然后可以多次实例化构造函数。虽然模块模式是许多工作的正确工具,但它并不等同于单例模式。
单例模式:
简式
var Foo = function () {
"use strict";
if (Foo._instance) {
// This allows the constructor to be called multiple times
// and refer to the same instance. Another option is to
// throw an error.
return Foo._instance;
}
Foo._instance = this;
// Foo initialization code
};
Foo.getInstance = function () {
"use strict";
return Foo._instance || new Foo();
}
长格式,使用模块模式
var Foo = (function () {
"use strict";
var instance; //prevent modification of "instance" variable
function Singleton() {
if (instance) {
return instance;
}
instance = this;
//Singleton initialization code
}
// Instance accessor
Singleton.getInstance = function () {
return instance || new Singleton();
}
return Singleton;
}());
在我提供的两个版本的单例模式中,构造函数本身都可以用作访问器:
var a,
b;
a = new Foo(); // Constructor initialization happens here
b = new Foo();
console.log(a === b); //true
如果你不习惯这样使用构造函数,你可以在If (instance)语句中抛出一个错误,并坚持使用长形式:
var a,
b;
a = Foo.getInstance(); // Constructor initialization happens here
b = Foo.getInstance();
console.log(a === b); // true
我还应该提到,单例模式很适合隐式构造函数模式:
function Foo() {
if (Foo._instance) {
return Foo._instance;
}
// If the function wasn't called as a constructor,
// call it as a constructor and return the result
if (!(this instanceof Foo)) {
return new Foo();
}
Foo._instance = this;
}
var f = new Foo(); // Calls Foo as a constructor
-or-
var f = Foo(); // Also calls Foo as a constructor
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.
我认为我已经找到了用JavaScript编程的最简洁的方法,但您需要一些想象力。我是从《JavaScript: the Good Parts》一书中的一个工作技巧中得到这个想法的。
不用new关键字,你可以这样创建一个类:
function Class()
{
var obj = {}; // Could also be used for inheritance if you don't start with an empty object.
var privateVar;
obj.publicVar;
obj.publicMethod = publicMethod;
function publicMethod(){}
function privateMethod(){}
return obj;
}
你可以这样实例化上面的对象:
var objInst = Class(); // !!! NO NEW KEYWORD
现在有了这个工作方法,你可以创建一个像这样的单例:
ClassSingleton = function()
{
var instance = null;
function Class() // This is the class like the above one
{
var obj = {};
return obj;
}
function getInstance()
{
if( !instance )
instance = Class(); // Again no 'new' keyword;
return instance;
}
return { getInstance : getInstance };
}();
现在可以通过调用来获取实例
var obj = ClassSingleton.getInstance();
我认为这是最简洁的方法,因为完整的“类”甚至无法访问。
2015年ECMAScript (ES6):
class Singleton {
constructor () {
if (!Singleton.instance) {
Singleton.instance = this
}
// Initialize object
return Singleton.instance
}
// Properties & Methods
}
const instance = new Singleton()
Object.freeze(instance)
export default instance
let MySingleton = (function () {
var _instance
function init() {
if(!_instance) {
_instance = { $knew: 1 }
}
return _instance
}
let publicAPIs = {
getInstance: function() {
return init()
}
}
// this prevents customize the MySingleton, like MySingleton.x = 1
Object.freeze(publicAPIs)
// this prevents customize the MySingleton.getInstance(), like MySingleton.getInstance().x = 1
Object.freeze(publicAPIs.getInstance())
return publicAPIs
})();
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