javascript设计模式——单例模式
前面的话
单例模式是指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,单击登录按钮时,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
标准单例
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:
var Singleton = function( name ){ this.name = name; this.instance = null; }; Singleton.prototype.getName = function(){ alert ( this.name ); }; Singleton.getInstance = function( name ){ if ( !this.instance ){ this.instance = new Singleton( name ); } return this.instance; }; var a = Singleton.getInstance( 'sven1' ); var b = Singleton.getInstance( 'sven2' ); alert ( a === b ); // true
或者:
var Singleton = function( name ){ this.name = name; }; Singleton.prototype.getName = function(){ alert ( this.name ); }; Singleton.getInstance = ( function(){ var instance = null; return function( name ){ if ( !instance ){ instance = new Singleton( name ); } })(); } return instance;
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
虽然已经完成了一个单例模式的编写,但这段单例模式代码的实际意义并不大
透明单例
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时,可以像使用其他任何普通类一样。在下面的例子中,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
var CreateDiv = (function () { var instance; var CreateDiv = function (html) { if (instance) { return instance; } this.html = html; this.init(); return instance = this; }; CreateDiv.prototype.init = function () { var div = document.createElement('div'); div.innerHTML = this.html; document.body.appendChild(div); }; return CreateDiv; })(); var a = new CreateDiv('sven1'); var b = new CreateDiv('sven2'); alert(a === b); // true
虽然现在完成了一个透明的单例类的编写,但它同样有一些缺点。为了把instance封装起来,使用了自执行的匿名函数和闭包,并且让这个匿名函数返回真正的Singleton构造方法,这增加了一些程序的复杂度,阅读起来也不是很舒服
上面的代码中,CreateDiv构造函数实际上负责了两件事情。第一是创建对象和执行初始化init方法,第二是保证只有一个对象。这是一种不好的做法,至少这个构造函数看起来很奇怪。假设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,那必须得改写CreateDiv构造函数,把控制创建唯一对象的那一段去掉,这种修改会带来不必要的烦恼
代理实现单例
现在通过引入代理类的方式,来解决上面提到的问题。依然使用上面的代码,首先在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
var CreateDiv = function (html) { this.html = html; this.init(); }; CreateDiv.prototype.init = function () { var div = document.createElement('div'); div.innerHTML = this.html; document.body.appendChild(div); }; //引入代理类proxySingletonCreateDiv var ProxySingletonCreateDiv = (function () { var instance; return function (html) { if (!instance) { instance = new CreateDiv(html); } return instance; } })(); var a = new ProxySingletonCreateDiv('sven1'); var b = new ProxySingletonCreateDiv('sven2'); alert(a === b);
通过引入代理类的方式,同样完成了一个单例模式的编写,跟之前不同的是,现在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
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
下面继续以登录框的例子来说明
<button id="loginBtn">登录</button> <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('loginBtn').onclick = function () { loginLayer.style.display = 'block'; }; </script>
这种方式有一个问题,如果根本不需要进行登录操作,登录浮窗一开始就被创建好,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
<button id="loginBtn">登录</button> <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('loginBtn').onclick = function () { var loginLayer = createLoginLayer(); loginLayer.style.display = 'block'; }; </script>
虽然现在达到了惰性的目的,但失去了单例的效果。每次点击登录按钮时,都会创建一个新的登录浮窗div
可以用一个变量来判断是否已经创建过登录浮窗,代码如下
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( 'loginBtn' ).onclick = function(){ var loginLayer = createLoginLayer(); loginLayer.style.display = 'block'; };
上面的代码仍然存在如下问题:
1、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
2、如果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; } })();
通用惰性单例
现在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;
}
然后,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,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
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'; };
下面再试试创建唯一的iframe用于动态加载第三方页面
var createSingleIframe = getSingle(function () { var iframe = document.createElement('iframe'); document.body.appendChild(iframe); return iframe; }); document.getElementById('loginBtn').onclick = function () { var loginLayer = createSingleIframe(); loginLayer.src = 'https://www.hao123.com'; };
上面的例子中,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
这种单例模式的用途远不止创建对象,比如通常渲染完页面中的一个列表之后,接下来要给这个列表绑定click事件,如果是通过ajax动态往列表里追加数据,在使用事件代理的前提下,click事件实际上只需要在第一次渲染列表的时候被绑定一次,但不想判断当前是否是第一次渲染列表,如果借助于jQuery,通常选择给节点绑定one事件
var bindEvent = function(){ $( 'div' ).one( 'click', function(){ alert ( 'click' ); }); }; var render = function(){ console.log( '开始渲染列表' ); bindEvent(); }; render(); render(); render();
如果利用getSingle函数,也能达到一样的效果
var getSingle = function (fn) { var result; return function () { return result || (result = fn.apply(this, arguments)); } }; var bindEvent = getSingle(function(){ document.getElementById( 'div1' ).onclick = function(){ alert ( 'click' ); } return true; }); var render = function(){ console.log( '开始渲染列表' ); bindEvent(); }; render(); render(); render();
可以看到,render函数和bindEvent函数都分别执行了3次,但div实际上只被绑定了一个事件
好的代码像粥一样,都是用时间熬出来的
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