Javascript设计模式 - 《单例模式（创建型）》

概念

单例模式（Singleton Pattern）是一种创建型设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问该实例

单例模式通过将类的构造函数设为私有，防止外部直接创建实例，同时提供一个静态方法或者属性来获取该实例，从而保证在整个应用程序中只有一个实例存在

单例模式的核心思想是确保一个类只有一个实例存在，并提供一个全局访问点来访问该实例

这种模式的优点在于，可以节省系统资源，提高系统性能，同时也可以保证全局访问点的一致性

然而，需要注意的是，单例模式可能会引入全局状态，增加了代码的耦合度，降低了代码的可测试性

因此，在使用单例模式时需要谨慎考虑

举个简单的例子，考虑一个日志记录器

无论在应用程序的任何地方都需要记录日志，而且只需要一个日志记录器实例来处理所有的日志记录任务

使用单例模式，可以确保在整个应用程序中只有一个日志记录器实例存在，从而实现日志记录的统一管理和控制

实现条件

单例类的构造函数必须是私有的，这样才能将类的创建权控制在类的内部，从而使得类的外部不能创建类的实例。
单例类通过一个私有的静态变量来存储其唯一实例。
单例类通过提供一个公开的静态方法，使得外部使用者可以访问类的唯一实例

注意：

因为单例类的构造函数是私有的，所以单例类不能被继承

优点

控制实例的创建

确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点
空间节约

由于单例模式限制了实例的数量，因此可以减少由于创建多个相似实例而可能导致的内存浪费

缺点

全局状态

单例对象本质上是一个全局状态，这可能导致代码之间的不必要的耦合，使得单元测试变得困难
对于并发环境可能需要特别处理

在多线程环境下，需要特别小心以确保单例的线程安全

实现方式

使用一个变量存储类实例对象（值初始为 null/undefined ）

进行类实例化时，判断类实例对象是否存在，存在则返回该实例，不存在则创建类实例后返回

多次调用类生成实例方法，返回同一个实例对象

利用导出
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export default new Func ()

惰性单例（使用时才new）

/**
 * 单例模式类
 * 该类确保一个类只有一个实例，并且提供一个全局访问点来获得这个唯一实例。
 */
class GenericSingletonPattern {
    // 私有静态成员变量，用于保存唯一实例
    static #instance;
    
    /**
     * 私有构造函数
     * 防止通过new关键字创建多个实例。
     */
    constructor() {
        if (GenericSingletonPattern.#instance) {
            throw new Error("Cannot instantiate singleton class using new operator.");
        }
    }
    
    /**
     * 公有静态方法，用于获取唯一实例
     * 如果实例不存在，则创建一个新的实例并返回；如果已存在，则直接返回该实例。
     * @returns {GenericSingletonPattern} 单例模式的唯一实例。
     */
    static getInstance() {
        if (!GenericSingletonPattern.#instance) {
            GenericSingletonPattern.#instance = new GenericSingletonPattern();
        }
        return GenericSingletonPattern.#instance;
    }
    
}


export default GenericSingletonPattern

// region HOW TO USE
// 获取单例对象的实例
const instance1 = GenericSingletonPattern.getInstance();
const instance2 = GenericSingletonPattern.getInstance();

// 检查是否是同一个实例
console.log(instance1 === instance2); // 输出: true

// 试图使用 new 关键字创建实例，会抛出错误
const instance3 = new GenericSingletonPattern(); // 抛出错误: Cannot instantiate singleton class using new operator.
// endregion HOW TO USE