???? 從自己實現Ruby單例模式揭秘Ruby模塊內幕

緣起

整個故事要從某一天開始說起，那天，我看到一篇文章介紹了Ruby中實現單例模式的模塊。Singleton模塊，只要include? Singleton模塊，就可以為一個Ruby類添加單例功能。

我頗為驚奇，于是查看Singleton.rb源碼，洋洋灑灑幾百行，看不懂。做技術的都知道，遇到不理解的東西我們總是想探究清楚，否則必茶不思飯不想，夜不能寐。

于是，我就想到CSDN論壇問問Ruby高人，不料Ruby論壇總是系統維護中這個狀態，想到其他Ruby社區問問，但一想還是算了。我平常都不逛其他社區的。

于是，繼續鉆研，費了一晚上的時間，終有所獲。雖然沒有完全看懂Ruby核心庫中的Singleton模塊的源碼，但自己也鼓搗出了一個Singleton模塊出來。

并且對Ruby模塊和Ruby語言的本質有了更深的認識。

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使用模塊類載入方法實現的單例模塊！

源代碼：

下面請大家直接看看我的簡單版的Singleton模塊的源代碼。

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??? 單例模塊，存在的意義就是在模塊被載入類時，給類添加類方法和創建對象實例等

module?? Singleton

這個方法在模塊被載入類時調用，傳入的參數是? 類對象

def self.included(base)??

這個操作把另一個模塊直接添加到Class對象上。類對象上的方法就是類方法。

盡管模塊中的方法是模塊的實例方法。

??? base.extend(SingletonClass);

?????

??????? puts("Singleton? Include!");

創建類的實例，然后把類的new方法設為私有類方法，防止被調用

最后把類的實例存放到類的方法中。

??????? myInstance=base.new();

?? base.private_class_method :new

????? # private_class_method :new

??? base.setClass(myInstance);

??????

??????

?????? #createSingleton(base);

??????

??????

?

???? end

???

??????

?????? end

????

?? module? SingletonClass

這個模塊附加上去的類方法，把類實例保存在模塊的實例變量中。也就是目標類的類變量中。

??? def setClass(base)

??????? puts("setClass");

??????? @myClass=base;

???????

??????? return? @myClass;

????? end

???? 單例方法，僅僅返回類的保護實例變量。

?????? def instance()

??????? puts("instance");

??????

???????

??????? return? @myClass;

????? end

?

? end

?

?

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class Test

?? include Singleton;

?#private_class_method :new

?????

? def say(val)

????? puts(val);

??? end

?

end

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test=Test.instance();

test.say("sssssss");

#test=Test.new();? # fail

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技術詳解

上面展示的Singleton模塊的源代碼，雖然代碼量不多，卻使用了很多Ruby的高級技術。很有教學意義。當然，如果直接拿去使用也沒有問題，雖然沒有官方的Singleton模塊功能強，卻一樣實現了單例模式。

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通過模塊怎樣給類添加類方法

Singleton模塊的功能是，目標類通過

include Singleton;

這一行代碼，可以給自己的類添加一個類方法instance().

我們一般使用Module，是給Module定義一些實例方法，然后這些方法就會成為目標類的實例方法。

我們也可以給Module定義類方法。這些方法必須要通過

Module.方法名（）調用。

試驗下來，我們發現，目標類上不能調用模塊的方法。

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那怎么才能實現通過Module給目標類添加類方法呢？

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我們知道，Ruby中類是類，但其實類也是一個對象，一個特殊的對象。

Ruby的類對象就是Class類的實例。因此，對象具有的所有特征，類對象也都有。

Java，JS，C#都是如此的。

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Ruby的類對象上的實例方法，不就是類的方法嗎？

鑒于此，我們想到，只要在類對象上添加實例方法，那么我們就可以給類添加類方法。

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而Ruby和JavaScript一樣，都可以給對象而不是類型動態添加方法。這樣就成了。

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Ruby的類繼承體系

?????????? ObjectClass

???????? ……

????? BaseClass

????????? ^

????????? |

(SingletonClass)

???????? ^

???????? |???? 各個include的Module

?????? SomeClass

???????? ^????

???????? |

???? (SingletonClass)

???????? ^

???????? |

???? someObj

?

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上面就是Ruby的繼承體系，獨特而又精妙。

Ruby可以實現動態增刪對象的成員，而不僅僅是動態增刪類的成員。

另一種具備此種神功的就是JavaScript。但是，Ruby內部實現這些強大功能的內部機制和JavaScript的機制是截然不同的。

可謂殊途同歸！

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1,Ruby是單根結構的單繼承體系的語言，它的根基類是Object類。所有的類最后都繼承Object類，這和其他語言一樣。Java，C#，JavaScript，SmallTalk等都是如此。

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2，Ruby的類可以包括多個模塊。通過

include ModuleName

?? 即可達到此種目的，這種技術叫做混入Mixin。

?? 通過這種技術，使單繼承的Ruby達到了多繼承的效果。

??? JavaScript也可以實現混入Mixin技術。這個我以后有時間再說。

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在方法查找時，是先查找類本身定義的方法，然后再查找引入的模塊中的方法。最后查找基類的方法。

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3，Ruby不僅可以使用反射技術實現動態增刪類型的成員，還可以動態增刪對象的成員。

也就是說，Ruby類的各個實例，可以在運行時具備完全不同的數據結構和方法、行為特征！

這種強大的特性，JavaScript也具備。

現在讓我們看看Ruby是怎樣做到這一點的。

Ruby的每一個類實例，都有一個單獨的特殊的類型，SingletonClass。

??? (SingletonClass)

???????? ^

???????? |

???? someObj

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注意，SingletonClass不是Singleton模塊，不是用于實現單例模式的那個冬冬。

Ruby的一個特殊特征就是，一切都是類。JavaScript的哲學是一切都是對象。

既然任何對象都從屬于一個唯一的類型，那么我們只要使用動態修改Ruby類的成員的技術修改這個SingletonClass的成員，就可以實現動態修改單個對象的成員了。

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4，回到上面的Singleton模塊的例子，為什么我們要講Ruby動態修改單個對象的方法呢？因為我們要使用這種技術實現給Ruby的類增加類方法instance()。

再看上面的Ruby的繼承圖，我們看到Ruby的類，本身也是Class類型的一個實例。因此，任何類也都是有SingletonClass的。

因此，只要我們給類的SingletonClass增加實例方法instance，那么這個類就有了實例方法instance。這樣，我們的類就有了類方法instance。

上面，我們正是利用了Ruby的這一特性，通過模塊給目標類動態添加了類成員函數instance()。

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5，模塊的included方法。

module?? Singleton

這個方法在模塊被載入類時調用，傳入的參數是? 類對象

def self.included(base)?

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??? 模塊的included方法，會在模塊被類include時執行，其參數就是目標類對象。這個方法就是我們通過模塊類操作目標類的入口點。

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1）給類的SingletonClass添加模塊，從而給目標類添加instance()方法。

盡管模塊中的方法是模塊的實例方法。

??? base.extend(SingletonClass);

?????

??????? puts("Singleton? Include!");

?

2）創建類的實例，然后把類的new方法設為私有類方法，防止被調用

最后把類的實例存放到類的方法中。

??????? myInstance=base.new();

?? base.private_class_method :new

???

??? 現在，沒有人能夠再創建目標類的實例了！

3）保存我們的單例。

?base.setClass(myInstance);

?base.private_class_method : setClass

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4）看看我們給目標類添加靜態方法的模塊。

? module? SingletonClass

這個模塊附加上去的類方法，把類實例保存在模塊的實例變量中。也就是目標類的類變量中。

??? def setClass(base)

??????? puts("setClass");

??????? @myClass=base;

???????

??????? return? @myClass;

????? end

???? 單例方法，僅僅返回類的保護實例變量。

?????? def instance()

??????? puts("instance");

??????

???????

??????? return? @myClass;

????? end

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OK！大功告成了！

下回也許我會再寫一篇文章，比較一下同樣NB的JavaScript和Ruby的優劣。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的从自己实现Ruby单例模式揭秘Ruby模块内幕的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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