TypeScript 单例模式深度解析 - 从类实现到模块化方案

时飞城Herdsman

于 2025-06-06 09:13:05 发布

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TypeScript 单例模式深度解析 - 从类实现到模块化方案

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单例模式概述

单例模式是软件设计中常用的创建型模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在 TypeScript 中，我们可以通过多种方式实现单例模式，每种方式都有其适用场景和优缺点。

类实现方式

TypeScript 中传统的单例模式实现主要依赖于类的静态属性和私有构造函数：

class Singleton {
  // 静态属性保存唯一实例
  private static instance: Singleton;
  
  // 私有构造函数防止外部实例化
  private constructor() {
    // 初始化代码
  }

  // 全局访问点
  public static getInstance(): Singleton {
    if (!Singleton.instance) {
      Singleton.instance = new Singleton();
    }
    return Singleton.instance;
  }

  // 实例方法
  someMethod() {
    console.log("执行单例方法");
  }
}

// 使用示例
const instance1 = Singleton.getInstance();
const instance2 = Singleton.getInstance();
console.log(instance1 === instance2); // 输出: true

这种实现方式的特点：

延迟初始化：实例在首次调用 getInstance() 时才被创建
线程安全：在 TypeScript/JavaScript 单线程环境中天然安全
严格类型检查：通过私有构造函数确保无法直接实例化

Namespace 实现方式

对于不需要延迟初始化的场景，可以使用 TypeScript 的 namespace 来实现更简洁的单例：

namespace Singleton {
  // 初始化代码直接执行
  const privateData = initializeData();
  
  // 导出公开方法
  export function someMethod() {
    console.log("使用namespace实现的单例方法");
  }
}

// 使用方式
Singleton.someMethod();

namespace 方式的特点：

立即执行：代码在加载时就会执行
更简洁：不需要手动管理实例
天然的全局单例：namespace 本身就是全局唯一的

模块化方案

在现代 TypeScript 开发中，使用 ES 模块是更推荐的替代方案：

// singletonModule.ts
// 模块加载时立即执行的初始化代码
const instance = {
  // 单例方法和属性
  someMethod: () => {
    console.log("模块化单例方法");
  }
};

// 导出单例对象
export default instance;

// 使用方式
import singleton from './singletonModule';
singleton.someMethod();

模块化方案的优势：

更好的封装性：避免全局命名空间污染
明确的依赖关系：通过导入导出清晰可见
支持摇树优化：现代打包工具可以优化未使用的代码

各种实现方式的对比

| 特性 | 类实现方式 | Namespace 方式 | 模块化方式 | |---------------------|----------------|-----------------|----------------| | 延迟初始化 | 支持 | 不支持 | 不支持 | | 全局访问 | 通过静态方法 | 直接访问 | 需要导入 | | 代码组织 | 面向对象 | 过程式 | 模块化 | | 适用场景 | 需要延迟初始化 | 简单工具集 | 现代项目架构 |