JavaScript 디자인 패턴 싱글톤 패턴

머리말

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JavaScript 개발 과정에서 선구자들은 특정 문제에 대한 많은 해결책을 실무에서 요약했습니다. 간단히 말해서, 디자인 패턴은 특정 상황에서 특정 문제에 대한 간결하고 우아한 해결책입니다

다음 기간에는 JavaScript로 다양한 일반적인 디자인 패턴을 기록하겠습니다. 어쩌면 당신은 이미 그것에 익숙할 수도 있고, 일상적으로 사용했지만 그 개념에 특별히 익숙하지 않거나 그것에 대해 일부 모호한 개념만 가지고 있을 수도 있습니다. 따라서 저는 이 시리즈가 확실히 여러분에게 약간의 이득을 가져다 줄 것이라고 믿습니다

이러한 일반적인 패턴을 이해하기 전에 기본적으로 여러분은 최소한

• this

• closure

• 고차 함수

• 프로토타입을 마스터해야 합니다. 이를 이해하고 프로토타입 체인

을 이해하면 패턴을 더 명확하게 이해하는 데 도움이 됩니다. 물론, 그런 점에서 제가 예전에 기록한 것들이 도움이 될 수도 있겠네요Portal

글에 누락이나 오류가 있다면 보신 친구들의 조언 부탁드립니다. 미리 감사드립니다.

다음으로 시작해 보겠습니다. 싱글턴 패턴

개념

이름에서 알 수 있듯이 인스턴스는 하나만 있습니다.

정의: 클래스에 인스턴스가 하나만 있는지 확인하고 액세스할 수 있는 전역 액세스 포인트를 제공합니다.

이 정의를 보면 전역 변수라는 개념이 떠오르겠죠? 전역 변수가 싱글톤 패턴의 개념을 따른다는 것은 부인할 수 없습니다. 그러나 일반적으로 다음 두 가지 이유로 싱글톤으로 사용하지 않으며 사용해서는 안 됩니다.

• 전역 명명 오염

• 유지 관리가 쉽지 않고 다시 작성하여 쉽게 덮어쓸 수 있음

ES6 이전에는 일반적으로 사용합니다. 클래스를 시뮬레이션하기 위한 생성자입니다. 클래스의 본질도 프로토타입이지만 이제 클래스 키워드를 직접 사용할 수도 있습니다. 현재 클래스가 생성되었습니다. 따라서 싱글턴 패턴의 핵심은 다음과 같습니다.

인스턴스가 하나만 있는지 확인하고 전역 액세스를 제공합니다

이 코어에 대해 우리는 기본적으로 싱글턴 패턴 구현을 이해했습니다.

구현

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기본 버전

싱글턴 패턴의 정의에 따르면 다음과 같이 간단하게 구현할 수 있습니다

var Singleton = function(name){    
  this.name = name
}

Singleton.instance = null // 初始化一个变量Singleton.getInstance = function(name) {// 判断这个变量是否已经被赋值，如果没有就使之为构造函数的实例化对象// 如果已经被赋值了就直接返回
  if(!this.instance) {   
   this.instance = new Singleton(name)
   }    
  return this.instance
}
var a = Singleton.getInstance('Tadpole')
var b = Singleton.getInstance('Amy')
a === b // true

위의 코드는 싱글턴 패턴의 정의를 명확하게 반영합니다. 하나의 인스턴스만 중간 변수를 통해 초기화되므로 결국 a와 b는 완전히 동일합니다

이를 달성하기 위해 ES6의 클래스 키워드를 사용할 수도 있습니다

class Singleton {    
    constructor(name){   
        this.name = name     
      this.instance = null
  }    
  // 提供一个接口对类进行实例化
    static getInstance(name) { 
        if(!this.instance) { 
          this.instance = new Singleton(name)
      }       
      return this.instance
   }
}

ES6의 구현이 다음과 같다는 것을 찾는 것은 어렵지 않습니다. 생성자를 사용하는 것과 동일합니다. 구현 방법은 기본적으로 동일합니다.

클래스 인스턴스화의 호출 방법을 제한해야 합니다. 결합도가 너무 높습니다.

• Constructor

• 위 방법을 간단하게 수정해 보겠습니다.

  // 将变量直接挂在构造函数上面，最终将其返回
    function Singleton(name) {   
       if(typeof Singleton.instance === 'object'){ 
          return Singleton.instance
       }  
       this.name = name
        return Singleton.instance = this
   }  
   // 正常创建实例
   
   var a = new Singleton('Tadpole')
   var b = new Singleton('Amy')

  클래스의 기본 버전이 충분히 투명하지 않은 문제를 해결하려면 new 키워드를 사용할 수 있습니다. 인스턴스를 초기화했지만 새로운 문제도 있습니다.

반환할 Single.instance 유형을 결정하면 예상한 결과를 얻지 못할 수 있습니다.

커플링이 너무 높습니다.

이 방법도 구현할 수 있습니다. ES6 방식을 통해

// 将 constructor 改写为单例模式的构造器
class Singleton {    
constructor(name) {    
    this.name = name 
    if(!Singleton.instance) {
       Singleton.instance = this
    }       
    return Singleton.instance
  }
}

• Closure
  싱글톤을 통해 스키마 정의는 단 하나의 인스턴스만 존재하도록 보장하고 전역 액세스를 제공하려고 합니다. 그러면 클로저가 그런 요구를 확실히 충족할 수 있습니다

var Singleton = (function () {  
var SingleClass = function () {}; 
var instance; 
return function () {      
 if (!instance) { 
    instance = new SingleClass() // 如果不存在 则new一个
 }        
 return instance;
}
})()

• 클로저의 특성상 변수가 저장되고 최종적으로 반환되어 전역 액세스가 제공됩니다
  마찬가지로 위 코드는 여전히 결합 문제를 해결하지 못합니다

이 부분을 관찰해 보겠습니다. 코드의 생성자 부분을 외부로 추출하면 기능 분리가 이루어지나요

에이전트 구현

위 코드를 수정하세요

function Singleton(name) {   
 this.name = name
}
var proxySingle = (function(){  
  var instance 
  return function(name) {  
    if(!instance) {
      instance = new Singleton(name)
    }  
  return instance
 }
})()

将创建函数的步骤从函数中提取出来，把负责管理单例的逻辑移到了代理类 proxySingle 中。这样做的目的就是将 Singleton 这个类变成一个普通的类，我们就可以在其中单独编写一些业务逻辑，达到了逻辑分离的效果

我们现在已经达到了逻辑分离的效果，并且也不 透明 了。但是，这个负责代理的类是否已经完全符合我们的要求呢，答案是否定的。设想一下，如果我们的构造函数有多个参数，我们是不是也应该在代理类中体现出来呢

那么，有没有更通用一些的实现方式呢

通用惰性单例

在前面的几个回合，我们已经基本完成了单例模式的创建。现在，我们需要寻求一种更通用的方式解决之前留下来的问题

试想一下，如果我们将函数作为一个参数呢

// 将函数作为一个参数传递
var Singleton = function(fn) { 
   var instance
   return function() {        // 通过apply的方式收集参数并执行传入的参数将结果返回
     return instance || (instance = fn.apply(this, arguments))
   }
}

这种方式最大的优点就是相当于缓存了我们想要的结果，并且在我们需要的时候才去调用它，符合封装的单一职责

应用

前面有说过，所有的模式都是从实践中总结而来，下面就让我们来看看它在实际开发中都有哪些应用吧

通过单例模式的定义我们不难想出它在实际开发中的用途，比如：全局遮罩层

一个全局的遮罩层我们不可能每一次调用的时候都去创建它，最好的方式就是让它只创建一次，之后用一个变量将它保存起来，再次调用的时候直接返回结果即可

单例模式就很符合我们这样的需求

// 模拟一个遮罩层var createDiv = function () {    
        var div = document.createElement('div')
    div.style.width = '100vw'
    div.style.height = '100vh'
    div.style.backgroundColor = 'red'
    document.body.appendChild(div)  
    return div
}// 创建出这个元素var createSingleLayer = Singleton(createDiv)document.getElementById('btn').onclick = function () {    // 只有在调用的时候才展示
    var divLayer = createSingleLayer()
}

当然，在实际应用中还是有很多适用场景的，比如登录框，还有我们可能会使用到的 Vux 之类的状态管理工具，它们实际上都是契合单例模式的

后记

单例模式是一种简单而又实用的模式，通过创建对象和管理单例的两个方法，我们就可以创造出很多实用且优雅的应用。当然，它也有自身的缺点，比如只有一个实例~

合理使用才能发挥出它的最大威力

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