目的

  1. 只能被实例化一次。
  2. 提供全局节点访问该实例。
    现在只要符合一个都能称之为单例模式。
    这个单一实例可以在我们的应用程序中共享，这使得单例非常适合管理应用程序中的全局状态。

    举例

    比如全局缓存、浏览器中的 window 对象等。

    类比

    政府是单例模式的一个很好的示例。一个国家只有一个官方政府。不管组成政府的每个人的身份是什么，“某政府” 这一称谓总是鉴别那些掌权者的全局访问节点。

模拟借车流程，小王临时有急事找张三借车子，张三家的车子刚好没用，就借给小王了。当天，小秦也需要用车子，也找张三借车，因为张三家里只有一辆车子，所以就没有车可借了。

对于车子来说，它虽然给生活带来了很大的便利，但养车也需要一笔不小的费用（车位费、油费和保养费等），所以张三家里只有一辆车子。

在开发软件系统时，如果遇到创建对象时耗时过多或耗资源过多，但又经常用到的对象，我们就可以考虑使用单例模式。

应用条件

  • 需要频繁实例化然后销毁的对象。
  • 创建对象时耗时过多或耗资源过多，但又经常用到的对象。
  • 系统只需要一个实例对象，如系统要求提供一个唯一的序列号生成器或资源管理器，或者需要考虑资源消耗太大而只允许创建一个对象。

实现方式

  1. 在类中添加一个私有静态成员变量用于保存单例实例。
  2. 声明一个公有静态构建方法用于获取单例实例。
  3. 在静态方法中实现”延迟初始化”。 该方法会在首次被调用时创建一个新对象， 并将其存储在静态成员变量中。 此后该方法每次被调用时都返回该实例。
  4. 将类的构造函数设为私有。 类的静态方法仍能调用构造函数， 但是其他对象不能调用。
  5. 检查客户端代码，将对单例的构造函数的调用替换为对其静态构建方法的调用。

其中，根据类被实例化的时间，又被分为懒汉单例和饿汉单例。
懒汉单例是指在第一次调用实例的时候实例化，饿汉单例是指在类加载的时候就实例化。

  1. /* 饱汉单例 */
  2. class Singleton {
  3.   // 定义私有的静态属性，来保存对象实例
  4.   private static singleton: Singleton;
  5.   private constructor() {}
  7.   // 提供一个静态的方法来获取对象实例
  8.   public static getInstance(): Singleton {
  9.     if (!Singleton.singleton) {
  10.       Singleton.singleton = new Singleton();
  11.     }
  12.     return Singleton.singleton;
  13.   }
  14. }
  16. let instance1 = Singleton.getInstance();
  17. let instance2 = Singleton.getInstance();
  19. console.log(instance1 === instance2); // true
  21. /* 饿汉单例 */
  22. class PeopleSingle {
  23.   static instance = new PeopleSingle()
  24.   private constructor() {}
  25. }
  26. PeopleSingle.instance

优点

  • 可以保证一个类有且仅有一个实例，节省内存空间。我们不必每次都为新实例设置内存，而只需为该实例设置内存，该实例在整个应用程序中都会被引用。
  • 获得了一个指向该实例的全局访问节点。

  • 仅在首次请求单例对象时对其进行初始化。

    缺点

  • 违反了单一职责原则。 该模式同时解决了两个问题。

  • 单例模式可能掩盖不良设计， 比如程序各组件之间相互了解过多等。
  • 该模式在多线程环境下需要进行特殊处理， 避免多个线程多次创建单例对象。
  • 单例的客户端代码单元测试可能会比较困难， 因为许多测试框架以基于继承的方式创建模拟对象。 由于单例类的构造函数是私有的， 而且绝大部分语言无法重写静态方法， 所以你需要想出仔细考虑模拟单例的方法。 要么干脆不编写测试代码， 或者不使用单例模式。

在 JavaScript 中避免使用。
在其他例如 Java 或 C++ 中，不可能像在 JavaScript 中那样直接创建对象。该创建的对象具有类实例的值，就像 JavaScript 示例中的实例值一样。
很多情况下我们甚至不需要通过创建类。直接通过创建对象也能实现单例的效果，但是对象是通过引用传递的，不同文件导入同一个对象引用，修改这些文件中的任何一个中的计数值都会修改计数器上的值，这在引入组件的文件中都是可见的。
codesandbox demo
在 React 中，我们经常通过 Redux 或 React Context 等状态管理工具来控制全局状态，而不是使用单例。尽管它们的全局状态行为可能看起来类似于单例，但这些工具提供了只读状态而不是单例的可变状态。使用 Redux 时，只有纯函数 reducer 可以在组件通过调度程序发送操作后更新状态。