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单例模式

• 介绍
• 演示
• 场景
• 总结

单例模式 介绍

• 系统中被唯一使用

• 一个类只有一个实例

概念

单例模式，是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中，应用该模式的类一个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例

示例

按照面向对象的编程思想，任何东西都可以抽象为一个类，然后可以 new 出若干个对象。但是针对某些场景，只能存在唯一的对象

• 系统登录框
• 购物车

这就产生了和面向对象思想的一种矛盾，而单例模式就用来解决这种矛盾，让一个类只能 new 出一个对象。

单例模式 演示

UML 类图如下

单例模式需要用到 java 的一些特性（private） es6 没有这些特性（typescript除外） 因此只能用 java 进行演示。不过没关系，通过之前学习的知识，都能看得懂。

public class SingleObject {
    // 注意，私有化构造函数，外部不能 new ，只能内部能 new ！！！！
    private SingleObject(){
    }
    // 唯一被 new 出来的对象
    private SingleObject instance = null;
    // 获取对象的唯一接口
    public SingleObject getInstance() {
        if (instance == null) {
            // 只 new 一次
            instance = new SingleObject();
        }
        return instance;
    }

    // 对象方法
    public void login(username, password){
      System.out.println("login...");
   }
}

使用代码

public class SingletonPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      //不合法的构造函数
      //编译时错误：构造函数 SingleObject() 是不可见的 ！！！
      //SingleObject object = new SingleObject();

      //获取唯一可用的对象
      SingleObject object = SingleObject.getInstance();
      object.login();
   }
}

单例模式的关键在于不能让外部使用者 new 出对象，即构造函数是 private ，这一点 JS 是无法实现的，非常遗憾

js通过闭包实现单例模式

class SingleObject {
    login() {
        console.log('login...')
    }
}
SingleObject.getInstance = (function () {
    let instance
    return function () {
        if (!instance) {
            instance = new SingleObject();
        }
        return instance
    }
})()

// 测试：注意这里只能使用静态函数 getInstance ，不能 new SingleObject() ！！！
let obj1 = SingleObject.getInstance()
obj1.login()
let obj2 = SingleObject.getInstance()
obj2.login()
console.log(obj1 === obj2)  // 两者必须完全相等  true

console.log('---分割线---')

let obj3 = new SingleObject() //无法完全控制
obj3.login()
console.log('obj1 === obj3',obj1 === obj3) //false
 

单例模式 场景

日常使用中，很多都用到了单例的思想，但是不一定完全按照单例的类图来实现：

jQuery 只有一个 $

引用多次也只有一个$

// jQuery 只有一个 `$`
if (window.jQuery != null) {
    return window.jQuery
} else {
    // 初始化...
}

登录

模拟实现一个登录框

class LoginForm {
    constructor() {
        this.state = 'hide'
    }
    show() {
        if (this.state === 'show') {
            alert('已经显示')
            return
        }
        this.state = 'show'
        console.log('登录框已显示')
    }
    hide() {
        if (this.state === 'hide') {
            alert('已经隐藏')
            return
        }
        this.state = 'hide'
        console.log('登录框已隐藏')
    }
}
LoginForm.getInstance = (function () {
    let instance
    return function () {
        if (!instance) {
            instance = new LoginForm();
        }
        return instance
    }
})()

// 一个页面中调用登录框
let login1 = LoginForm.getInstance()
login1.show()
// login1.hide()

// 另一个页面中调用登录框
let login2 = loginForm.getInstance()
login2.show()

// 两者是否相等
console.log('login1 === login2', login1 === login2) //true

其他

• 购物车，和登录框实现方式差不多
• redux 和 vuex 的 store

单例模式 总结

• 什么是单例模式
• java 实现单例模式的核心（private 构造函数）
• js 实现单例模式
• 使用单例模式的场景

单例模式 vs 单一职责原则

• 单一职责原则是针对所有的设计，单个功能尽量拆分，一个模块做好一个功能。如果做不好，会带来模块臃肿，不好维护。
• 单例模式是系统的只能有一份唯一的数据，如果不这样做，会出 bug 的

设计原则验证：

• 符合单一职责原则，只实例化唯一的对象
• 没法具体开放封闭原则，但是绝对不违反开放封闭原则