JavaScript单例模式详解：从全局变量污染到惰性单例与通用管理器

单例模式定义与典型场景

本文详细解析JavaScript中的单例模式原理及其实际应用，旨在为开发者提供清晰的参考与指导。

单例模式的核心定义在于确保一个类在整个系统中仅存在一个实例，并提供一个全局访问点以获取该实例。

作为一种常用设计模式，单例适用于那些只需单一存在的对象场景，例如线程池、全局缓存以及浏览器环境中的window对象。

典型的单例应用场景包括：点击按钮时弹出的登录浮窗。无论用户点击多少次按钮，页面中始终只存在一个登录浮窗实例，这种需求非常适合采用单例模式来创建。

全局变量与单例的关联及污染问题

虽然全局变量并非严格意义上的单例模式，但在JavaScript开发实践中，开发者常将全局变量当作单例来使用。

通过var a = {};这种方式创建对象a时，该对象具有唯一性。若变量a被声明在全局作用域下，代码的任何位置均可访问此变量，这显然符合单例模式的两个核心条件。

然而，全局变量存在诸多弊端，极易造成命名空间污染。例如上述var a = {};随时可能被其他代码覆盖，导致不可预知的错误。

因此，有必要尽量减少全局变量的使用。即便必须使用，也应采取措施将其对命名空间的污染降至最低。

以下是降低全局变量命名污染的几种常用方式：

降低全局变量污染的方法

1) 使用命名空间

适当使用命名空间虽不能彻底杜绝全局变量，但能有效减少全局变量的数量。

将a和b都定义为namespace的属性，这样可以减少变量与全局作用域直接交互的机会：


var namespace = {
 a: function() {
  alert("a");
 },
 b: function() {
  alert("b");
 }
};

动态地创建命名空间：


var obj = {};
obj.namespace = function(name) {
 var tips = name.split('.');
 var cur = obj;
 for (var i in tips) {
  if (!cur[tips[i]])
   cur[tips[i]] = {};
  cur = cur[tips[i]];
 }
};
obj.namespace('name');
obj.namespace('birth.year');
console.dir(obj);

上述代码等价于：


var obj = {
 name: {},
 birth: {
  year: {}
 }
};

2) 使用闭包封装私有变量


var person = (function() {
 var_name = "Alice";
 var _id = 16;
 return {
  getUserInfo: function() {
   return _name + ": " + _id;
  }
 }
})();

使用下划线约定私有变量_name和_age，它们被封装在闭包产生的作用域中，外部无法直接访问这两个变量，从而避免了对全局命令空间的污染。

惰性单例与通用管理器实现

惰性单例模式：

即在真正需要时才创建对象实例。


var createBox = (function() {
 var div;
 return function() {
  if (!div) {
   div = document.createElement('div');
   div.innerHTML = '登录';
   div.style.display = 'none';
   document.body.appendChild(div);
  }
  return div;
 }
})();
document.getElementById('btn').onclick = function() {
 var box = createBox();
 box.style.display = 'block';
};

可以使用变量div来判断是否已经创建过浮窗。

通用的惰性单例：

问题：上面的惰性单例实例违反了单一职责原则，因为创建对象和管理单例的逻辑都耦合在createBox对象内部。若下次要创建页面中唯一的iframe，需要把createBox几乎照抄一遍。


var createIframe = (function() {
 var iframe;
 return function() {
  if (!iframe) {
   iframe = document.createElement('iframe');
   document.body.appendChild(iframe);
   return iframe;
  }
  return div;
 }
})();

解决：把不变的部分隔离出来，其实，管理单例的逻辑可以完全抽象出来，因为它们的逻辑是一样的：用一个变量来标记是否创建过对象，若是，则在下次直接返回已经创建好的对象。


var createSingle = function(func) {
 var flag;
 return flag || (flag = func.apply(this, arguments));
};
var createBox = function() {
 var div = document.createElement('div');
 div.innerHTML = '登录';
 div.style.display = 'none';
 document.body.appendChild(div);
 return div;
};
document.getElementById('btn').onclick = function() {
 var box = createBox();
 box.style.display = 'block';
};
var createIframe = createSingle(function() {
 var iframe = document.createElement('iframe');
 document.body.appendChild(iframe);
 return iframe;
});
document.getElementById('btn').onclick = function() {
 var iframe = createIframe();
 iframe.style.display = 'block';
};

单例模式在事件绑定中的应用

单例模式的其他用途：

单例模式的用途远不止于创建对象，比如click事件只需要在第一次渲染页面时绑定一次，显然运用jQuery的one()方法可以实现。若运用createSingle 方法，也很容易实现：


var createSingle = function(func) {
 var flag;
 return flag || (flag = func.apply(this, arguments));
};
var bindEvent = createSingle(function() {
 document.getElementById(‘div').onclick = function() {
  ...
 };
 return true;
});
var render = function() {
 bindEvent();
};
render();
render();
render();

render()函数与bindEvent()函数执行了3次，但div实际上只被绑定了一次。

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希望本文所述对大家JavaScript程序设计有所帮助。

JavaScript单例模式：原理、惰性实现与通用封装

单例模式定义与典型场景

全局变量与单例的关联及污染问题

降低全局变量污染的方法

惰性单例与通用管理器实现

单例模式在事件绑定中的应用

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