「设计模式 JavaScript 描述」单例模式
❝单例模式的定义是：「保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。」
❞
单例模式是一种常用的模式，有一些对象我们往往只需要一个，比如线程池、全局缓存、浏览器中的 window 对象等。在 JavaScript 开发中，单例模式的用途同样非常广泛。试想一下，当我 们单击登录按钮的时候，页面中会出现一个登录浮窗，而这个登录浮窗是唯一的，无论单击多少 次登录按钮，这个浮窗都只会被创建一次，那么这个登录浮窗就适合用单例模式来创建。
1. 实现单例模式
要实现一个标准的单例模式并不复杂，无非是用一个变量来标志当前是否已经为某个类创建 过对象，如果是，则在下一次获取该类的实例时，直接返回之前创建的对象。代码如下：
class Singleton { constructor(name) { this.name = name; this.instance = null; } static getInstance(name) { if (this.instance === null) { this.instance = new Singleton(name); } return this.instance; } }
我们通过 Singleton.getInstance 来获取 Singleton 类的唯一对象，这种方式相对简单，但有 一个问题，就是增加了这个类的“不透明性”，Singleton 类的使用者必须知道这是一个单例类， 跟以往通过 new XXX 的方式来获取对象不同，这里偏要使用 Singleton.getInstance 来获取对象。接下来顺便进行一些小测试，来证明这个单例类是可以信赖的：
const a = Singleton.getInstance( '夏安1' ); const b = Singleton.getInstance( '夏安2' ); console.log(a === b); // true
虽然现在已经完成了一个单例模式的编写，但这段单例模式代码的意义并不大。从下一节开 始，我们将一步步编写出更好的单例模式。
2. 透明的单例模式
我们现在的目标是实现一个“透明”的单例类，用户从这个类中创建对象的时候，可以像使 用其他任何普通类一样。在下面的例子中，我们将使用 CreateDiv 单例类，它的作用是负责在页 面中创建唯一的 div 节点，代码如下：
class CreateDiv { constructor(html) { if (!CreateDiv.instance) { const div = document.createElement('div'); div.innerHTML = html; document.body.appendChild(div); CreateDiv.instance = div; } return CreateDiv.instance; } static instance = null; }
然而，假设我们某天需要利用这个类，在页面中创建千千万万的 div，即要让这个类从单例类变成 一个普通的可产生多个实例的类，那我们必须得改写 CreateDiv 构造函数，把控制创建唯一对象的那一个静态属性去掉，这种修改会给我们带来不必要的烦恼。
3. 用代理实现单例模式
现在我们通过引入代理类的方式，来解决上面提到的问题。我们依然使用上一节节中的代码，首先 CreateDiv 构造函数中，把负责管理单例的代码移除 出去，使它成为一个普通的创建 div 的类：
class CreateDiv { constructor(html) { const div = document.createElement('div'); div.innerHTML = html; document.body.appendChild(div); return div; } } class ProxySingletonCreateDiv { constructor(html) { if (!CreateDiv.instance) { CreateDiv.instance = new CreateDiv(html); } return CreateDiv.instance; } static instance = null; }
通过引入代理类的方式，我们同样完成了一个单例模式的编写，跟之前不同的是，现在我们 把负责管理单例的逻辑移到了代理类 proxySingletonCreateDiv 中。这样一来，CreateDiv 就变成了 一个普通的类，它跟 proxySingletonCreateDiv 组合起来可以达到单例模式的效果。
本例是缓存代理的应用之一，之后我们将继续了解代理带来的好处。
4. 惰性单例
前面我们了解了单例模式的一些实现办法，本节我们来了解惰性单例。
惰性单例指的是在需要的时候才创建对象实例。惰性单例是单例模式的重点，这种技术在实际开发中非常有用，有用的程度可能超出了我们的想象，实际上在本文开头就使用过这种技术， instance 实例对象总是在我们调用 Singleton.getInstance 的时候才被创建，而不是在页面加载好的时候就创建，代码如下：
static getInstance(name) { if (this.instance === null) { this.instance = new Singleton(name); } return this.instance; }
不过这是基于“类”的单例模式，下面我们将以 WebQQ 的登录浮窗为例，介绍与全局变量结合实现惰性的单例。
假设我们是 WebQQ 的开发人员，当点击左边导航里 QQ 头像时，会弹出一个登录浮窗，很明显这个浮窗在页面里总是唯一的，不可能出现同时存在 两个登录窗口的情况。
第一种解决方案是在页面加载完成的时候便创建好这个 div 浮窗，这个浮窗一开始肯定是隐藏状态的，当用户点击登录按钮的时候，它才开始显示：
<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <title>惰性单例</title> </head> <body> <button id='login-button'>登录</button> </body> <script> var loginLayer = (function(){ var div = document.createElement('div'); div.innerHTML = '我是登录浮窗'; div.style.display = 'none'; document.body.appendChild(div); return div; })(); document.getElementById('login-button').onclick = function() { loginLayer.style.display = 'block'; } </script> </html>
这种方式有一个问题，也许我们进入 WebQQ 只是玩玩游戏或者看看天气等，根本不需要进行登录操作，因为登录浮窗总是一开始就被创建好，那么很有可能将白白浪费一些 DOM 节点。现在改写一下代码，使用户点击登录按钮的时候才开始创建该浮窗：
<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <title>惰性单例</title> </head> <body> <button id='login-button'>登录</button> </body> <script> var createLoginLayer = function(){ var div = document.createElement('div'); div.innerHTML = '我是登录浮窗'; div.style.display = 'none'; document.body.appendChild(div); return div; }; document.getElementById('login-button').onclick = function() { var loginLayer = createLoginLayer(); loginLayer.style.display = 'block'; } </script> </html>
虽然现在达到了惰性的目的，但失去了单例的效果。当我们每次点击登录按钮的时候，都会 创建一个新的登录浮窗 div。虽然我们可以在点击浮窗上的关闭按钮时（此处未实现）把这个浮 窗从页面中删除掉，但这样频繁地创建和删除节点明显是不合理的，也是不必要的。
也许读者已经想到了，我们可以用一个变量来判断是否已经创建过登录浮窗，这也是本节第 一段代码中的做法：
var createLoginLayer = (function(){ var div; return function() { if (!div) { div = document.createElement('div'); div.innerHTML = '我是登录浮窗'; div.style.display = 'none'; document.body.appendChild(div); } return div; } })(); document.getElementById('login-button').onclick = function() { var loginLayer = createLoginLayer(); loginLayer.style.display = 'block'; }
5. 通用的惰性单例
上一节我们完成了一个可用的惰性单例，但是我们发现它还有如下一些问题。
- 这段代码仍然是违反单一职责原则的，创建对象和管理单例的逻辑都放在
createLoginLayer对象内部。 - 如果我们下次需要创建页面中唯一的
iframe，或者script标签，用来跨域请求数据，就必须得如法炮制，把createLoginLayer函数几乎照抄一遍：
var createIframe = (function(){ var iframe; return function() { if (!iframe) { iframe = document.createElement('iframe'); iframe.style.display = 'none'; document.body.appendChild(iframe); } return iframe; } })();
我们需要把不变的部分隔离出来，先不考虑创建一个 div 和创建一个 iframe 有多少差异，管理单例的逻辑其实是完全可以抽象出来的，这个逻辑始终是一样的：用一个变量来标志是否创建过对象，如果是，则在下次直接返回这个已经创建好的对象：
var obj; if ( !obj ){ obj = xxx; }
现在我们就把如何管理单例的逻辑从原来的代码中抽离出来，这些逻辑被封装在 getSingle 函数内部，创建对象的方法 fn 被当成参数动态传入 getSingle 函数：
var getSingle = function(fn){ var result; return function() { return result || (result = fn.apply(this, arguments)); } };
接下来将用于创建登录浮窗的方法用参数 fn 的形式传入 getSingle，我们不仅可以传入 createLoginLayer，还能传入 createScript、createIframe、createXhr 等。之后再让 getSingle 返回 一个新的函数，并且用一个变量 result 来保存 fn 的计算结果。result 变量因为身在闭包中，它永远不会被销毁。在将来的请求中，如果 result 已经被赋值，那么它将返回这个值。代码如下：
var createLoginLayer = function () { var div = document.createElement('div'); div.innerHTML = '我是登录浮窗'; div.style.display = 'none'; document.body.appendChild(div); return div; }; var createSingleLoginLayer = getSingle(createLoginLayer); document.getElementById('loginBtn').onclick = function () { var loginLayer = createSingleLoginLayer(); loginLayer.style.display = 'block'; };
在这个例子中，我们把「创建实例对象的职责」和「管理单例」的职责分别放置在两个方法里，这两个方法可以独立变化而互不影响，当它们连接在一起的时候，就完成了创建唯一实例对象的功能，看起来是一件挺奇妙的事情。
6. 小结
单例模式是我们学习的第一个模式，我们先学习了传统的单例模式实现，也了解到因为语言的差异性，有更适合的方法在 JavaScript 中创建单例。本文还提到了「代理模式」和「单一职责原则」， 后面的章节会对它们进行更详细的讲解。
在 getSinge 函数中，实际上也提到了闭包和高阶函数的概念。单例模式是一种简单但非常实 用的模式，特别是惰性单例技术，在合适的时候才创建对象，并且只创建唯一的一个。更奇妙的 是，创建对象和管理单例的职责被分布在两个不同的方法中，这两个方法组合起来才具有单例模式的威力。
