单例模式 Singleton Pattern

概念

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在 JavaScript 中，单例模式常用于管理共享状态（如全局配置、日志记录器、数据库连接池等）。

核心思想

限制类的实例化次数为一次，第二次及之后的实例化请求都返回同一个实例。

代码实现

ES6 Class 实现

class Database {
  private static instance: Database
  private connections: Map<string, any> = new Map()

  private constructor() {
    // 私有构造函数防止外部 new
  }

  static getInstance(): Database {
    if (!Database.instance) {
      Database.instance = new Database()
    }
    return Database.instance
  }

  connect(dbName: string): void {
    if (!this.connections.has(dbName)) {
      this.connections.set(dbName, { id: Date.now(), name: dbName })
    }
  }

  getConnections(): Map<string, any> {
    return this.connections
  }
}

// 使用
const db1 = Database.getInstance()
const db2 = Database.getInstance()
console.log(db1 === db2) // true — 同一个实例

闭包 + 模块实现（更常用）

// config.ts
interface AppConfig {
  apiUrl: string
  theme: 'light' | 'dark'
  lang: string
}

function createConfig(): AppConfig & { update: (partial: Partial<AppConfig>) => void } {
  const state: AppConfig = {
    apiUrl: '/api',
    theme: 'light',
    lang: 'zh-CN',
  }

  return {
    get apiUrl() { return state.apiUrl },
    get theme() { return state.theme },
    get lang() { return state.lang },
    update(partial: Partial<AppConfig>) {
      Object.assign(state, partial)
    },
  }
}

export const appConfig = createConfig()

前端应用场景

场景	说明
全局状态管理	Vuex/Pinia/Redux store 本质上是单例
日志服务	统一日志收集器，避免多个实例分散日志
事件总线	EventBus 全局通信（注意内存泄漏）
缓存管理器	请求缓存/计算结果缓存，全局唯一
页面级 Dialog	确保弹窗组件全局只有一个实例

优缺点

优点

• 严格控制唯一实例，避免多实例带来的状态不一致
• 节省内存，无需重复创建
• 提供全局访问点，方便跨模块通信

缺点

• 引入全局状态，增加模块间隐式耦合
• 难以进行单元测试（需 mock 重置状态）
• 违反单一职责原则（同时管理自身创建和业务逻辑）
• 在多线程/Worker 环境下需要额外处理

来源：JavaScript Design Patterns — Singleton