单例模式

单例模式：在确有唯一实例约束时控制创建入口，并提供明确的访问边界

直觉：从变化压力出发，而不是从模式名称出发

任意模块各自创建注册表会产生版本分叉，但全局变量又隐藏依赖因此，单例模式的第一步不是画类图，而是写清 进程内配置快照只能有一个当前版本，但测试仍需替换其依赖 中哪项变化会扩散、现有结构怎样承担成本，以及什么观察足以拒绝模式。

在实验前先预测：沿请求实例 → 检查现有值 → 创建或复用 → 读取快照 → 测试替换运行时，哪条依赖最先暴露变化；随后只调整一个参与者或连接，保存代码结果和拒绝原因，最后重置到相同基线。

问题合同与术语

意图。 在确有唯一实例约束时控制创建入口，并提供明确的访问边界。适用边界。 唯一性是可证明的进程约束，并且生命周期、并发与测试替换都有方案。本页验收不变量是：同一进程版本下所有客户端读取到相同配置，同时测试可隔离替换。

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官方目录结构的逐项解释

下面的目录字段采用 GoF 模式目录的标准描述结构来组织独立讲解。每个字段都要连接当前问题、页面专属实验与练习证据；字段名称出现本身不算覆盖。

模式名称与分类

“单例模式”归入创建型模式，名称只用于定位在确有唯一实例约束时控制创建入口，并提供明确的访问边界，不能替代问题证据。对“进程内配置快照只能有一个当前版本，但测试仍需替换其依赖”先保存基线，再改变一个条件；若出现“把普通服务做成单例来省传参，会隐藏依赖并阻碍并行测试”，就拒绝单例模式方案并回到更简单结构。

意图

“意图”回答模式想改变什么：在确有唯一实例约束时控制创建入口，并提供明确的访问边界。对“进程内配置快照只能有一个当前版本，但测试仍需替换其依赖”先保存基线，再改变一个条件；若出现“把普通服务做成单例来省传参，会隐藏依赖并阻碍并行测试”，就拒绝单例模式方案并回到更简单结构。

别名

“别名”在本页处理为：没有需要单独记忆的稳定别名；评审时使用目录中的正式名称，避免用近似称呼混淆责任。对“进程内配置快照只能有一个当前版本，但测试仍需替换其依赖”先保存基线，再改变一个条件；若出现“把普通服务做成单例来省传参，会隐藏依赖并阻碍并行测试”，就拒绝单例模式方案并回到更简单结构。

动机

“动机”从具体压力出发：任意模块各自创建注册表会产生版本分叉，但全局变量又隐藏依赖。对“进程内配置快照只能有一个当前版本，但测试仍需替换其依赖”先保存基线，再改变一个条件；若出现“把普通服务做成单例来省传参，会隐藏依赖并阻碍并行测试”，就拒绝单例模式方案并回到更简单结构。

适用性

“适用性”要求同时满足：唯一性是可证明的进程约束，并且生命周期、并发与测试替换都有方案。对“进程内配置快照只能有一个当前版本，但测试仍需替换其依赖”先保存基线，再改变一个条件；若出现“把普通服务做成单例来省传参，会隐藏依赖并阻碍并行测试”，就拒绝单例模式方案并回到更简单结构。

结构

“结构”由 ConfigRegistry、InstanceGuard、ConfigClient 以及它们之间的引用方向共同确定。对“进程内配置快照只能有一个当前版本，但测试仍需替换其依赖”先保存基线，再改变一个条件；若出现“把普通服务做成单例来省传参，会隐藏依赖并阻碍并行测试”，就拒绝单例模式方案并回到更简单结构。

参与者

“参与者”逐一说明 ConfigRegistry、InstanceGuard、ConfigClient 谁保存状态、谁发起调用以及谁承担变化。对“进程内配置快照只能有一个当前版本，但测试仍需替换其依赖”先保存基线，再改变一个条件；若出现“把普通服务做成单例来省传参，会隐藏依赖并阻碍并行测试”，就拒绝单例模式方案并回到更简单结构。

协作

“协作”的运行协议是：Registry 控制实例，Client 通过注入的访问器使用而不是随处读取全局。对“进程内配置快照只能有一个当前版本，但测试仍需替换其依赖”先保存基线，再改变一个条件；若出现“把普通服务做成单例来省传参，会隐藏依赖并阻碍并行测试”，就拒绝单例模式方案并回到更简单结构。

后果

“后果”必须连同收益和成本记录：统一实例容易，却会形成隐式全局状态、测试串扰和并发初始化风险。对“进程内配置快照只能有一个当前版本，但测试仍需替换其依赖”先保存基线，再改变一个条件；若出现“把普通服务做成单例来省传参，会隐藏依赖并阻碍并行测试”，就拒绝单例模式方案并回到更简单结构。

实现

“实现”落地时遵守：优先由组合根创建并注入；若懒加载，必须处理竞态、重置与资源释放。对“进程内配置快照只能有一个当前版本，但测试仍需替换其依赖”先保存基线，再改变一个条件；若出现“把普通服务做成单例来省传参，会隐藏依赖并阻碍并行测试”，就拒绝单例模式方案并回到更简单结构。

示例代码

“示例代码”使用本页 TypeScript 最小切片验证“同一进程版本下所有客户端读取到相同配置，同时测试可隔离替换”，代码是独立教学示例。对“进程内配置快照只能有一个当前版本，但测试仍需替换其依赖”先保存基线，再改变一个条件；若出现“把普通服务做成单例来省传参，会隐藏依赖并阻碍并行测试”，就拒绝单例模式方案并回到更简单结构。

已知应用

“已知应用”可在这些场景识别：硬件句柄或进程级注册表偶尔需要唯一所有权，但适用范围通常比想象小，但名称相似不构成采用证据。对“进程内配置快照只能有一个当前版本，但测试仍需替换其依赖”先保存基线，再改变一个条件；若出现“把普通服务做成单例来省传参，会隐藏依赖并阻碍并行测试”，就拒绝单例模式方案并回到更简单结构。

常见误区与反例

另一个易错点是把结构相似当作语义相同。抽象工厂可控制产品族生命周期；依赖注入常是更透明的替代方案；比较时必须同时写出谁触发变化、谁持有状态、失败如何传播，以及替代方案是否更小。

术语表

练习与答案

本章小结

单例模式把“进程内配置快照只能有一个当前版本，但测试仍需替换其依赖”收敛为 ConfigRegistry、InstanceGuard、ConfigClient 的协作合同。学习结果不是能复述定义，而是能修改代码、触发“把普通服务做成单例来省传参，会隐藏依赖并阻碍并行测试”这一反例、重置实验，并根据统一实例容易，却会形成隐式全局状态、测试串扰和并发初始化风险接受或拒绝方案。