您是否曾經發(fā)現(xiàn)自己正在處理需要在應用程序的多個部分之間共享的對象（可能是數(shù)據(jù)庫連接、WebSocket 客戶端或配置管理器）？

如何管理這樣的對象，使其在整個應用程序或進程生命周期中保持一致且可訪問？這就是單例設計模式發(fā)揮作用的地方。

概述

Singleton 是一種創(chuàng)意設計模式，它是一類設計模式，用于處理使用 new 創(chuàng)建對象的本機方式所帶來的不同問題。 關鍵字或運算符。

單例設計模式專注于解決兩個主要問題：

1. 我們如何為我們的實例提供全球訪問點？
2. 我們如何確保一個類或某一特定類型的對象只有一個實例？

它可以簡化和標準化我們管理特定種類或類型的全局狀態(tài)的方式，例如數(shù)據(jù)庫連接、WebSocket 客戶端、緩存服務或在整個應用程序生命周期中需要在內存中持久保存和變化的任何內容。

我們如何實現(xiàn)單例設計模式？

上面的模式轉換為這個 TypeScript 類：

TypeScript 示例

class Singleton {
  private static instance: Singleton
  // other properties...
  public authorName: string

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

  public static getInstance(params) {
    if (!this.instance) {
      this.instance = new Singleton(params)
    }
    return this.instance
  }
  // other methods...
}

• 類應該定義一個靜態(tài)屬性來存儲唯一可共享的實例。

關鍵字 static 意味著實例對象不與類的實例關聯(lián)，而是與類定義本身關聯(lián)。

• 類的構造函數(shù)應標記為私有。獲取類實例的唯一方法是調用 getInstance 靜態(tài)方法。

const instance = Singleton.getInstance({ authorName: "Sidali Assoul" })


// let's imagine
const instance1 = Singleton.getInstance({ authorName: "Sidali Assoul" }) // "Sidali Assoul"
const instance2 = Singleton.getInstance({ authorName: "John Doe" }) // "Sidali Assoul"

我們可以通過調用與 Singleton 類關聯(lián)的靜態(tài)方法 getInstance 來使用上面的類。

getInstance 方法保證我們始終獲得相同的實例，即使我們在代碼庫的不同位置多次實例化我們的類。

因此兩個變量（instance1 和 instance2）共享同一個單例實例。

第一個實際場景

Prisma 是 JavaScript 生態(tài)系統(tǒng)中著名的 ORM。要在應用程序中使用 Prisma，您必須導入 PrismaClient，然后從中實例化一個對象。

class Singleton {
  private static instance: Singleton
  // other properties...
  public authorName: string

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

  public static getInstance(params) {
    if (!this.instance) {
      this.instance = new Singleton(params)
    }
    return this.instance
  }
  // other methods...
}

Prisma 客戶端 以惰性方式連接到數(shù)據(jù)庫，或者換句話說，僅當您第一次嘗試查詢或改變某個實體時。

const instance = Singleton.getInstance({ authorName: "Sidali Assoul" })


// let's imagine
const instance1 = Singleton.getInstance({ authorName: "Sidali Assoul" }) // "Sidali Assoul"
const instance2 = Singleton.getInstance({ authorName: "John Doe" }) // "Sidali Assoul"

每次將 prismaClient 導入到文件中時，都會從 PrismaClient 中創(chuàng)建一個新實例。因此，每次我們使用這些實例時，都會建立許多數(shù)據(jù)庫連接。

import { PrismaClient } from "@prisma/client"

export const prismaClient = new PrismaClient()

許多打開的數(shù)據(jù)庫連接會降低應用程序的性能，甚至可能導致數(shù)據(jù)庫關閉，因為數(shù)據(jù)庫通常只能處理有限數(shù)量的連接。

單例設計模式可以通過避免擁有多個 PrismaClient 類實例并通過 PrismaClientSingleton.getInstance() 靜態(tài)方法提供單點訪問它來幫助我們防止此類問題。

import { prismaClient } from "@/db"

const users = await prismaClient.user.findMany() // query on the users table

第二個實際場景

我們將要經歷的另一個實際場景是

內存中速率限制器服務。

用戶或黑客可以通過向特定端點發(fā)出大量請求來向其發(fā)送垃圾郵件。這可能會導致漏洞、意外成本或服務器故障。

為了防止這種情況，我們可以實現(xiàn)基本的內存速率限制器服務。

服務應限制特定時間窗口間隔（例如 60 秒）內每個

IP 地址的請求數(shù)量。

export const prismaClient = new PrismaClient() // a new instance is created every time it gets imported then used.

RateLimiterService 類存儲一個映射，該映射跟蹤由

IP 地址（映射鍵）標識的特定用戶在給定時間窗口內發(fā)出的請求數(shù) (requests[ip].count) (請求[ip].lastRequestTime).

我們的 RateLimiterService 旨在全局使用，或者換句話說，我們不想在每次導入 RateLimiterService 時重置由請求映射、限制和窗口變量組成的內部狀態(tài)值。

結論

單例設計模式是有效管理應用程序中共享資源的強大工具

要點：

單例確保一個類只有一個實例并提供對其的全局訪問點。
它對于管理數(shù)據(jù)庫連接、配置設置或緩存等共享資源很有用。
實際應用包括優(yōu)化與 Prisma 等 ORM 的數(shù)據(jù)庫連接以及實施速率限制服務。

接觸

如果您有任何疑問或想進一步討論，請隨時與我聯(lián)系。

編碼愉快！

以上是單例設計模式：管理應用程序中的全局狀態(tài)的詳細內容。更多信息請關注PHP中文網(wǎng)其他相關文章！