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设计模式（五）之单例模式

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    葛颂
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单例模式（Singleton）限制某个类只能有一个实例，并提供一个全局访问点。适合进程内真正唯一的资源：配置读取器、连接池入口、应用级日志器。

它不适合「这个页面上刚好只有一个」。那是当前数据，不是类型约束。

类单例

把构造函数收起来，只通过 getInstance 取对象：

class AppConfig {
  private static instance: AppConfig | undefined
  readonly apiBase: string

  private constructor(apiBase: string) {
    this.apiBase = apiBase
  }

  static getInstance() {
    if (!AppConfig.instance) {
      const apiBase = process.env.API_BASE ?? 'https://example.com'
      AppConfig.instance = new AppConfig(apiBase)
    }
    return AppConfig.instance
  }
}

const a = AppConfig.getInstance()
const b = AppConfig.getInstance()
a === b // true

private constructor 阻止外部 new AppConfig()。第一次调用创建实例，之后都返回同一引用。

模块单例

在 TypeScript / ES Module 里，模块本身只求值一次。多数场景直接导出实例更简单：

class Logger {
  info(message: string) {
    console.log(message)
  }
}

export const logger = new Logger()

任何文件 import { logger } 拿到的都是同一个对象，不必再写 getInstance。类单例主要用在必须从类上取实例、或实例化时机要延迟到第一次调用时。

现实场景

  • 应用日志：全站共用一个 logger，统一级别、输出位置和请求 ID，而不是每个模块 new Logger()。
  • 数据库连接池：进程里只建一个池，请求从池里借连接。每个请求再新建池会耗尽数据库连接数。
  • 浏览器平台对象：window、document、localStorage 在一个页面里本来就只有一份，业务代码直接使用这份唯一实例。
  • 功能开关配置：启动时读一次远程配置并缓存在单例里，后续请求复用，避免每次打配置中心。

什么时候用

  • 重复创建会出错或很贵：数据库连接池、硬件句柄、进程级缓存。
  • 调用链很深，逐层传递这一个依赖会让函数签名全是同一个参数。

如果只是怕「忘记传递依赖」，优先考虑在组合根创建一次，再显式注入。那样测试可以换实现，生产路径也仍然只有一个实例。

注意

  • 单例是隐式全局状态。测试之间会互相污染，需要提供重置口，或改成注入：
class AppConfig {
  private static instance: AppConfig | undefined

  static resetForTest() {
    AppConfig.instance = undefined
  }
}

这个方法只应出现在测试里。

  • 懒加载单例若在并发任务里第一次被同时调用，可能创建出两份。浏览器主线程通常不必担心；Worker 或多实例 Node 集群里，每个线程 / 进程仍各有一份，它不是跨进程唯一。
  • 不要把用户会话、当前购物车做成单例。它们按请求或按用户存在，全局一份会串数据。

同系列：装饰器模式、适配器模式、工厂模式、观察者模式。

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