iOS開發(fā)篇 - 單例設(shè)計(jì)模式

所謂單例就是確保在程序運(yùn)行過程中只創(chuàng)建一個(gè)對象實(shí)例法希，可以用于需要被多次廣泛或者說多次使用的資源中，比如我們常見的網(wǎng)絡(luò)請求類残黑、工具類、以及其他管理類斋否。在iOS開發(fā)中梨水，單例模式是非常有用的設(shè)計(jì)模式

一.iOS系統(tǒng)單例

NSUserDefaults類和defaultUser方法
UIApplication類和sharedApplication方法，我們一般使用該方法來創(chuàng)建全局變量
NSBundle類和mainBundle方法
NSFileManager類和defaultManager方法
NSNotificationCenter類和DefaultManager方法,其中NSNotificationCenter也實(shí)現(xiàn)了觀察者模式

二. 使用單例模式的作用

它可以保證某個(gè)類在程序運(yùn)行過程中最多只有一個(gè)實(shí)例茵臭，也就是對象實(shí)例只占用一份內(nèi)存資源

119556-20151216021009693-251451918.png

三. 單例模式的三個(gè)要點(diǎn)

該類有且只有一個(gè)實(shí)例

該類必須能夠自行創(chuàng)建這個(gè)實(shí)例
該類必須能夠自行向整個(gè)系統(tǒng)提供這個(gè)實(shí)例

四. 為什么要使用單例

節(jié)省內(nèi)存開銷冰木。如果某個(gè)對象需要被多個(gè)其它對象使用，那可以考慮使用單例笼恰，因?yàn)檫@樣該類只使用一份內(nèi)存資源

使用單例踊沸，可以確保其它類只獲取類的一份數(shù)據(jù)（變量值）

五. 單例模式優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

提供了對唯一實(shí)例的受控訪問
由于在系統(tǒng)內(nèi)存中只存在一個(gè)對象，因此可以節(jié)省系統(tǒng)資源社证，對于一些需要頻繁創(chuàng)建和銷毀的對象單例模式無疑可以提高系統(tǒng)的性能
因?yàn)閱卫Ｊ降念惪刂屏藢?shí)例化的過程逼龟，所以類可以更加靈活修改實(shí)例化過程

缺點(diǎn)

- 由于單例模式中沒有抽象層，因此單例類的擴(kuò)展有很大的困難
- 單例類的職責(zé)過重追葡，在一定程度上違背了"單一職責(zé)原則"

六.單例的實(shí)現(xiàn)

基本步驟

 1. 為單例對象創(chuàng)建一個(gè)靜態(tài)實(shí)例腺律，可以寫成全局的奕短，也可以在類方法里面實(shí)現(xiàn)，并初始化為nil
 2. 實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)例構(gòu)造方法匀钧，檢查上面聲明的靜態(tài)實(shí)例是否為nil翎碑，如果是，則創(chuàng)建并返回一個(gè)本類的實(shí)例
 3. 重寫allocWithZone方法之斯，用來保證其他人直接使用alloc和init試圖獲得一個(gè)新實(shí)例的時(shí)候不產(chǎn)生一個(gè)新實(shí)例
 4. 適當(dāng)實(shí)現(xiàn)copyWithZone日杈，mutableCopyWithZone，非ARC下還需要實(shí)現(xiàn)release和autorelease方法

代碼示例

新建一個(gè)Singleton類佑刷，在Singleton.h中實(shí)現(xiàn)如下

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//  Singleton.h
//  TestSingleton
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//  Created by taobaichi on 2017/4/13.
//  Copyright ? 2017年 MaChao. All rights reserved.
//

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Singleton : NSObject

+(Singleton *)sharedInstance;

@end

在Singleton.m添加如下代碼

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//  Singleton.m
//  TestSingleton
//
//  Created by taobaichi on 2017/4/13.
//  Copyright ? 2017年 MaChao. All rights reserved.
//

#import "Singleton.h"

static Singleton * sharedSingleton = nil;

@implementation Singleton

+(Singleton *) sharedInstance
{
    if (sharedSingleton == nil) {
        sharedSingleton = [[Singleton alloc]init];
    }
    
    return sharedSingleton;
}

@end

這樣就創(chuàng)建一個(gè)簡單的單例模式莉擒，實(shí)際上有一部分程序員也是這樣實(shí)現(xiàn)的，但實(shí)際上這是一個(gè)不嚴(yán)格的版本瘫絮，也就是一個(gè)假單例涨冀，在實(shí)際中使用，如果我們使用alloc麦萤，copy等方法創(chuàng)建對象時(shí)鹿鳖，依然會創(chuàng)建新的實(shí)例，而且如果多線程同時(shí)訪問時(shí)候也會創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例壮莹，因此這樣做是非線程安全的栓辜。

下面對Singleton.m進(jìn)行改進(jìn)


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//  Singleton.m
//  TestSingleton
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//  Created by taobaichi on 2017/4/13.
//  Copyright ? 2017年 MaChao. All rights reserved.
//

#import "Singleton.h"

static Singleton * _sharedSingleton = nil;

@implementation Singleton

+(instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _sharedSingleton = [super allocWithZone:zone];
    });
    
    return _sharedSingleton;
}

-(id)init
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _sharedSingleton = [super init];
    });
    
    return _sharedSingleton;
}

+(instancetype)sharedInstance
{
    return [[self alloc]init];
}

+(id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    return _sharedSingleton;
}

+(id)mutableCopyWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    return _sharedSingleton;
}

@end

測試
一. 對假單例進(jìn)行調(diào)用

單例寫法

//  Singleton.m
//  TestSingleton
//
//  Created by taobaichi on 2017/4/13.
//  Copyright ? 2017年 MaChao. All rights reserved.
//

#import "Singleton.h"

static Singleton * _sharedSingleton = nil;

@implementation Singleton

+(Singleton *)sharedInstance
{
    if (_sharedSingleton == nil) {
        _sharedSingleton = [[Singleton alloc]init];
    }
    
    return _sharedSingleton;
}

@end

調(diào)用方法一

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//  ViewController.m
//  TestSingleton
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//  Created by taobaichi on 2017/4/13.
//  Copyright ? 2017年 MaChao. All rights reserved.
//

#import "ViewController.h"
#import "Singleton.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    [self testSingleton];
}


-(void)testSingleton
{
    Singleton * single1 = [Singleton sharedInstance];
    Singleton * single2 = [Singleton sharedInstance];
    
    if (single1 == single2) {
        NSLog(@"single1 == single2");
    }
    
    NSLog(@"single1地址   %@",single1);
    
    NSLog(@"single2地址   %@",single2);
}

- (void)didReceiveMemoryWarning {
    [super didReceiveMemoryWarning];
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}


@end

打印結(jié)果

2017-04-13 13:12:27.327 TestSingleton[2515:106202] single1 == single2
2017-04-13 13:12:27.327 TestSingleton[2515:106202] single1地址   <Singleton: 0x6000000147f0>
2017-04-13 13:12:27.327 TestSingleton[2515:106202] single2地址   <Singleton: 0x6000000147f0>

調(diào)用方法二：

//
//  ViewController.m
//  TestSingleton
//
//  Created by taobaichi on 2017/4/13.
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//

#import "ViewController.h"
#import "Singleton.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    [self testSingleton];
}


-(void)testSingleton
{
    Singleton * single1 = [[Singleton alloc]init];
    Singleton * single2 = [[Singleton alloc]init];
    
    if (single1 == single2) {
        NSLog(@"single1 == single2");
    }
    
    NSLog(@"single1地址   %@",single1);
    
    NSLog(@"single2地址   %@",single2);
}

- (void)didReceiveMemoryWarning {
    [super didReceiveMemoryWarning];
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}


@end

打印結(jié)果:

2017-04-13 13:13:47.526 TestSingleton[2529:108124] single1地址   <Singleton: 0x60800001cda0>
2017-04-13 13:13:47.526 TestSingleton[2529:108124] single2地址   <Singleton: 0x60800001cdb0>

可以看到，假單例當(dāng)用alloc實(shí)例化的時(shí)候垛孔，生成的并不是一個(gè)單例藕甩，也就是說并不是同一個(gè)對象

二. 對真單例無論怎么實(shí)例化生成的都是同一個(gè)對象

真單例寫法

//
//  Singleton.m
//  TestSingleton
//
//  Created by taobaichi on 2017/4/13.
//  Copyright ? 2017年 MaChao. All rights reserved.
//

#import "Singleton.h"

static Singleton * _sharedSingleton = nil;

@implementation Singleton

+(instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _sharedSingleton = [super allocWithZone:zone];
    });
    
    return _sharedSingleton;
}

-(id)init
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _sharedSingleton = [super init];
    });
    
    return _sharedSingleton;
}

+(instancetype)sharedInstance
{
    return [[self alloc]init];
}

+(id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    return _sharedSingleton;
}

+(id)mutableCopyWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    return _sharedSingleton;
}
@end

調(diào)用

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//  ViewController.m
//  TestSingleton
//
//  Created by taobaichi on 2017/4/13.
//  Copyright ? 2017年 MaChao. All rights reserved.
//

#import "ViewController.h"
#import "Singleton.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    [self testSingleton];
}


-(void)testSingleton
{
    Singleton * single1 = [[Singleton alloc]init];
    Singleton * single2 = [[Singleton alloc]init];
    
    if (single1 == single2) {
        NSLog(@"single1 == single2");
    }
    
    NSLog(@"single1地址   %@",single1);
    
    NSLog(@"single2地址   %@",single2);
}

- (void)didReceiveMemoryWarning {
    [super didReceiveMemoryWarning];
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}


@end