javascript设计模式交流(一) ：Singleton Pattern

即使是简单的脚本语言，应用良好的模式可以得到非常“优美”的代码和较高的效率。
尤其是对于交互要求较高的B/S系统，非常有必要用设计模式来优化代码。

单件模式（Singleton Pattern）是一种非常基本和重要的创建型模式。
“单件”的职责是保证一个类有且只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
在程序设计过程中，有很多情况下需要确保一个类只能有一个实例。

传统的编程语言中为了使一个类只有一个实例，最容易的方法是在类中嵌入静态变量，并在第一个实例中设置该变量，而且每次进入构造函数都要做检查，不管类有多少个实例，静态变量只能有一个实例。为了防止类被多次初始化，要把构造函数声明为私有的，这样只能在静态方法里创建一个实例。

在javascript中，虽然我们仍然可以指定静态方法来构造对象，但由于我们不能利用构造函数的“私有”来禁止多个实例的生成，因此要完全实现Singleton并没有想象中那么简单。

请看下面的例子：

var instA = SingletonFactory.getInstance();
var instB = SingletonFactory.getInstance();
instA.methodA();
instB.methodA();
alert(instA == instB); //成功
var instC = new SingletonObject();
instC.methodA();
alert(instA == instC); //失败
</script>

上面的例子试图通过传统的方式来实现Singleton模式，而通过调用SingletonTest.getInstance()来获得对象确实可以保证“唯一实例”，然而，这个例子的失败之处在于它并没有有效地禁止Singleton对象的构造，因此如果我们在程序代码中人工加入new SingletonObject()，仍然可以获得到多个对象而导致模式失败。

一个改进的替代方案如下：

<script>
function SingletonObject()
{
if(SingletonObject.instance != null)
{
  alert("不能创建多个singleton实例!");
  throw new Error();
}
SingletonObject.prototype.methodA = function()
{
  alert('methodA');
}
SingletonObject.prototype.methodB = function()
{
  alert('methodB');
}
SingletonObject.instance = this;
}
SingletonFactory = new Object();
SingletonFactory.getInstance = function()
{
if(SingletonObject.instance == null)
  return new SingletonObject();
else
  return SingletonObject.instance;
}

var instA = SingletonFactory.getInstance();
var instB = SingletonFactory.getInstance();
instA.methodA();
instB.methodA();
alert(instA == instB); //成功
try
{var instC = new SingletonObject(); }//抛出异常
catch(e)
{alert('系统成功抛出了异常，阻止了instC的构造!');}
</script>

这样当用户试图自己创建多个对象的时候，通过人工抛出异常来阻止。不过这么做还是有一点点违反了"初衷"，即没有满足“必须通过静态方法来构造唯一实例”这个基本条件。因为用户可以在最开始的时候还是可以采用new操作符来构造对象，比如在一开始写var instA = new SingletonObject()来构造instA并不会导致抛出异常，这不能不说是这种方法的一个缺陷。

于是我们进一步思考，得到了下面第三种方法，这种方法巧妙利用了“匿名”函数的特征来禁止对SingletonObject类构造函数的访问，可以说比较好的模拟了私有构造函数的特性，从而比较完美地解决了用javascript实现Singleton Pattern的问题。

//private classes
function SingletonObject()
{
  SingletonObject.prototype.methodA = function()
  {
   alert('methodA');
  }
  SingletonObject.prototype.methodB = function()
  {
   alert('methodB');
  }
  SingletonObject.instance = this;
}

//SingletonFactory implementions
function getInstance()
{
  if(SingletonObject.instance == null)
   return new SingletonObject();

  else
   return SingletonObject.instance;
}

})();

var instA = null;
try
{
alert("试图通过new SingletonObject()构造实例！");
instA = new SingletonObject();
}
catch(e){alert("SingletonObject构造函数不能从外部访问，系统抛出了异常！");}

instA = SingletonFactory.getInstance(); //通过Factory上定义的静态方法获得
var instB = SingletonFactory.getInstance();
instA.methodA();
instB.methodA();

alert(instA == instB); //成功

var instC = null;
try
{
alert("试图通过new SingletonObject()构造实例！");
instC = new SingletonObject();
}
catch(e){alert("SingletonObject构造函数不能从外部访问，系统抛出了异常！");}
</script>