單例 - 簡書

單例

單例的定義

單例模式確保某一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，而且自行實(shí)例化并向整個(gè)系統(tǒng)提供這個(gè)實(shí)例單例模式琐脏。

注：單例模式只應(yīng)在有真正的“單一實(shí)例”的需求時(shí)才可使用攒砖。

單例的創(chuàng)建

單線程

+ (instancetype)shareInstance{
    static Singleton* single;
    if(!single) {      
        single = [[self alloc] init];   
    }
    return single;
}

注：上面是單線程的單例。如果有多線程同時(shí)訪問日裙，不能保證為同一個(gè)實(shí)例吹艇。

多線程

使用@synchronized加鎖來創(chuàng)建單例

+ (instancetype)shareInstance{
    static Singleton* single;
    @synchronized(self) {
        if(!single) {           
            single = [[self alloc] init];       
        }    
    }
    return single;
}

使用@synchronized雖然解決了多線程的問題，但有性能問題昂拂。因?yàn)榧渔i只有在single未創(chuàng)建時(shí)才有必要受神。如果single已經(jīng)創(chuàng)建，就不需要加鎖格侯，但程序會(huì)再次進(jìn)行synchronized驗(yàn)證鼻听，浪費(fèi)性能。
dispatch_once 能做到既解決同步多線程問題而又不影響性能联四。

+ (SingletonManager*)shareInstance {
    static Singleton* single;
    static dispatch_once_t token;
    dispatch_once(&token, ^{
        if(single == nil) {
            single = [[self alloc] init];
        }
    });
    return single;
}

dispatch_once的原理

dispatch_once主要是根據(jù)onceToken的值來決定怎么去執(zhí)行代碼撑碴。

當(dāng)onceToken= 0時(shí)，線程執(zhí)行dispatch_once的block中代碼
當(dāng)onceToken= -1時(shí)朝墩，線程跳過dispatch_once的block中代碼不執(zhí)行
當(dāng)onceToken為其他值時(shí)醉拓，線程被線程被阻塞，等待onceToken值改變


#ifdef __BLOCKS__
__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_6,__IPHONE_4_0)
DISPATCH_EXPORT DISPATCH_NONNULL_ALL DISPATCH_NOTHROW
void
dispatch_once(dispatch_once_t *predicate, dispatch_block_t block);
 
DISPATCH_INLINE DISPATCH_ALWAYS_INLINE DISPATCH_NONNULL_ALL DISPATCH_NOTHROW
void
_dispatch_once(dispatch_once_t *predicate, dispatch_block_t block)
{
    if (DISPATCH_EXPECT(*predicate, ~0l) != ~0l) {
        dispatch_once(predicate, block);
    }
}
#undef dispatch_once
#define dispatch_once _dispatch_once

dispatch_once_t 發(fā)現(xiàn)其是 typedef long類型

靜態(tài)變量在程序運(yùn)行期間只被初始化一次，然后其在下一次被訪問時(shí)亿卤，其值都是上次的值愤兵，其在除了這個(gè)初始化方法以外的任何地方都不能直接修改這兩個(gè)變量的值。這是單例只被初始化一次的前提排吴。

先聲明了dispatch_once 函數(shù)秆乳，下面又實(shí)現(xiàn)了_dispatch_once 函數(shù)。
先取消dispatch_once 的定義傍念，然后把_dispatch_once 定義為dispatch_once矫夷。
所以用戶調(diào)用 dispatch_once 函數(shù)，實(shí)際上調(diào)用的是_dispatch_once 函數(shù)憋槐；
而真正的dispatch_once 函數(shù)是在_dispatch_once 內(nèi)調(diào)用的双藕。
有一個(gè)判斷條件是一個(gè)宏DISPATCH_EXPECT，而判斷條件為 DISPATCH_EXPECT(*predicate, ~0l) 阳仔，就是說忧陪，*predicate 很可能是 ~0l ，而當(dāng) DISPATCH_EXPECT(*predicate, ~0l) 不是 ~0! 時(shí)才調(diào)用真正的dispatch_once 函數(shù)近范。
~0l的意思是長整型0按位取反嘶摊，其實(shí)就是長整型的-1

DISPATCH_EXPECT的宏定義為

#if __GNUC__
#define DISPATCH_EXPECT(x, v) __builtin_expect((x), (v))
#else
#define DISPATCH_EXPECT(x, v) (x)

意思是如果沒有定義__GNUC__的話 DISPATCH_EXPECT(x, v)就是第一個(gè)參數(shù)(x)。
__GNUC__只代表gcc的主版本號(hào)
__builtin_expect 作用是允許程序員將最有可能執(zhí)行的分支告訴編譯器评矩。
這個(gè)指令的寫法為：__builtin_expect(EXP, N), 意思是：EXP==N的概率很大叶堆。
目的是將“分支轉(zhuǎn)移”的信息提供給編譯器，這樣編譯器可以對(duì)代碼進(jìn)行優(yōu)化斥杜，以減少指令跳轉(zhuǎn)帶來的性能下降虱颗。

總結(jié)

第一次運(yùn)行，predicate的值是默認(rèn)值0蔗喂，線程執(zhí)行dispatch_once忘渔，執(zhí)行完之后predicate=-1，當(dāng)另一個(gè)線程再次訪問缰儿，predicate=-1畦粮，不執(zhí)行dispatch_once；
如果有兩個(gè)進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行到dispatch_once 方法時(shí)乖阵，這個(gè)兩個(gè)進(jìn)程獲取到的predicate 值都是0宣赔，那么最終兩個(gè)進(jìn)程都會(huì)調(diào)用最原始那個(gè)dispatch_once 函數(shù)。
猜測(cè)：在極端情況下瞪浸，也有可能出現(xiàn)2個(gè)實(shí)例拉背。dispatch_once也不是線程安全。

最后編輯于：2019.05.05 11:30:54

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