之前在 實(shí)現(xiàn)Singleton 模式——七種實(shí)現(xiàn)方式中發(fā)現(xiàn)java 的單例有七種實(shí)現(xiàn)方式,對(duì)里面的懶漢和餓漢模式稍微研究了下,發(fā)現(xiàn)IOS 里面也可以對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)艾猜。
簡(jiǎn)述
面向?qū)ο髴?yīng)用程序中的單例類(lèi)（singleton class）總是返回自己的同一個(gè)實(shí)例。它提供了對(duì)象所提供的資源的全局訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)。與這類(lèi)設(shè)計(jì)相關(guān)的設(shè)計(jì)模式稱(chēng)為單例模式膀估。
大家在開(kāi)發(fā)過(guò)程中也見(jiàn)過(guò)不少的單例，比如UIApplication、UIAccelerometer（重力加速）、NSUserDefaults刻蚯、NSNotificationCenter，當(dāng)然桑嘶，這些是開(kāi)發(fā)Cocoa Touch框架中的炊汹，在Cocoa框架中還有NSFileManager、NSBundle等不翩。
1兵扬、懶漢模式：實(shí)現(xiàn)原理和懶加載其實(shí)很像麻裳，如果在程序中不使用這個(gè)對(duì)象口蝠，那么就不會(huì)創(chuàng)建，只有在你使用代碼創(chuàng)建這個(gè)對(duì)象津坑，才會(huì)創(chuàng)建妙蔗。這種實(shí)現(xiàn)思想或者說(shuō)是原理都是iOS開(kāi)發(fā)中非常重要的，所以疆瑰，懶漢式的單例模式也是最為重要的眉反，是開(kāi)發(fā)中最常見(jiàn)的。
2穆役、餓漢模式：在沒(méi)有使用代碼去創(chuàng)建對(duì)象之前寸五，這個(gè)對(duì)象已經(jīng)加載好了，并且分配了內(nèi)存空間耿币，當(dāng)你去使用代碼創(chuàng)建的時(shí)候梳杏，實(shí)際上只是將這個(gè)原本創(chuàng)建好的對(duì)象拿出來(lái)而已。
3.使用GCD代替手動(dòng)鎖實(shí)現(xiàn)單例模式
4.使用宏封裝直接便于開(kāi)發(fā)使用
talk is cheap, show me the code 直接上代碼展示
1.懶漢模式
static id instance = nil;
// 懶加載 線(xiàn)程不安全 單例
+ (instancetype) ShareInstance
{
if (instance == nil) {
instance = [[self alloc] init];
}
return instance;
}
// 懶加載 加鎖 單例
+ (instancetype) ShareInstance1
{
@synchronized (self) { //為了線(xiàn)程安全,加上互斥鎖
if (instance == nil) {
instance = [[self alloc] init];
}
}
return instance;
}
需要的注意點(diǎn):
1）加synchronized 是為了保證單例的讀取線(xiàn)程安全,為什么需要添加synchronized 我已經(jīng)在之前的文章中 IOS nonatomic 與atomic 分析 描述過(guò)此類(lèi)問(wèn)題,有趣的是我在網(wǎng)上看到有朋友問(wèn):
+(instancetype)sharedSingleton{
static id instance = nil;
if (!instance) {
@synchronized (self) {
instance = [[self alloc] init];
}
}
return instance;
}
這樣行嗎?
答案是肯定不行的,稍微對(duì)synchronized 有點(diǎn)了解就知道這種只是“鎖”住了對(duì)象的創(chuàng)建淹接，沒(méi)有“鎖”住 if 判斷十性。如果兩個(gè)線(xiàn)程都進(jìn)到了 if 里面，一樣可以生成兩個(gè)對(duì)象塑悼。
2）static
修飾局部變量:修飾了局部變量的話(huà)劲适，那么這個(gè)局部變量的生命周期就和不加static的全局變量一樣了（也就是只有一塊內(nèi)存區(qū)域，無(wú)論這個(gè)方法執(zhí)行多少次厢蒜，都不會(huì)進(jìn)行內(nèi)存的分配）霞势，不同的在于作用域仍然沒(méi)有改變
修飾全局變量:
如果不適用static的全局變量烹植，我們可以在其他的類(lèi)中使用extern關(guān)鍵字直接獲取到這個(gè)對(duì)象，可想而知愕贡，在我們所做的單例模式中刊橘，如果在其他類(lèi)中利用extern拿到了這個(gè)對(duì)象，進(jìn)行一個(gè)對(duì)象銷(xiāo)毀颂鸿，例如：
extern id instance;
instance = nil;
這時(shí)候在這句代碼之前創(chuàng)建的單例就銷(xiāo)毀了促绵，再次創(chuàng)建的對(duì)象就不是同一個(gè)了，這樣就無(wú)法保證單例的存在,所以對(duì)于全局變量的定義嘴纺，需要加上static修飾符
- allocWithZone 與copyWithZone方法
我們?cè)陧?xiàng)目中一般是直接調(diào)用自己定義的類(lèi)方法：ShareInstance,但是有時(shí)候也會(huì)調(diào)用alloc方法直接對(duì)單例進(jìn)行初始化,那么也會(huì)導(dǎo)致沒(méi)有產(chǎn)生該單例,所以我們需要保證應(yīng)用中只有一個(gè)該類(lèi)的對(duì)象需要重寫(xiě)它的allocWithZone 方法,alloc調(diào)用的底層也是allocWithZone方法,直接與上述的單例方法類(lèi)同败晴。
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
// 解決多線(xiàn)程問(wèn)題
@synchronized(self){
if (instance == nil) {
// 調(diào)用super的allocWithZone方法來(lái)分配內(nèi)存空間
instance = [super allocWithZone:zone];
}
}
return instance;
}
如果使用copy創(chuàng)建出新的對(duì)象的話(huà)，那么就不能夠保證單例的存在了也會(huì)導(dǎo)致同樣的問(wèn)題栽渴。此處直接返回instance就可以了尖坤。
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
return instance;
}
2.餓漢模式
在沒(méi)有使用代碼去創(chuàng)建對(duì)象之前，這個(gè)對(duì)象已經(jīng)加載好了闲擦，并且分配了內(nèi)存空間慢味，當(dāng)你去使用代碼創(chuàng)建的時(shí)候，實(shí)際上只是將這個(gè)原本創(chuàng)建好的對(duì)象拿出來(lái)而已墅冷。
在alloc之前如何將對(duì)象直接賦值呢,有兩種方式:load和initialize纯路。具體對(duì)于兩種方法的描述已經(jīng)有很多人描述過(guò)了,詳見(jiàn): iOS類(lèi)方法load和initialize詳解
大致上就是:
load 會(huì)在類(lèi)加載到運(yùn)行環(huán)境中的時(shí)候就會(huì)調(diào)用且僅調(diào)用一次，同時(shí)注意一個(gè)類(lèi)只會(huì)加載一次（類(lèi)加載有別于引用類(lèi)寞忿，可以這么說(shuō)驰唬，所有類(lèi)都會(huì)在程序啟動(dòng)的時(shí)候加載一次，不管有沒(méi)有在目前顯示的視圖類(lèi)中引用到）
initialize方法：當(dāng)?shù)谝淮问褂妙?lèi)的時(shí)候加載且僅加載一次
static id instance = nil;
+ (void)load
{
instance = [[self alloc]init];
}
+ (void)initialize
{
instance = [[self alloc]init];
}
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
if (instance == nil) {
instance = [super allocWithZone:zone];
}
return instance;
}
+ (instancetype)sharedInstance
{
return instance;
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
return instance;
}
實(shí)際上只需要實(shí)現(xiàn) load 與 initialize 其中一種即可實(shí)現(xiàn)單例腔彰。
3.使用GCD代替手動(dòng)鎖實(shí)現(xiàn)單例模式(推薦使用)
這個(gè)在所有的使用者中是最多的,我們使用dispatch_once 方法實(shí)現(xiàn)單例模式叫编。
代碼如下:
static id instance = nil;
+ (instancetype)sharedInstance
{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
instance = [[self alloc]init];
});
return instance;
}
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
instance = [[self alloc]init];
});
return instance;
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
return instance;
}
為什么推薦使用GCD代替手動(dòng)鎖實(shí)現(xiàn)單例模式 :
1.寫(xiě)法簡(jiǎn)單，比起需要手動(dòng)加鎖簡(jiǎn)單很多霹抛。
2.性能優(yōu)異: @synchronized采用的是遞歸互斥鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程安全搓逾，而dispatch_once的內(nèi)部則使用了很多原子操作來(lái)替代鎖，以及通過(guò)信號(hào)量來(lái)實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程同步杯拐，而且有很多針對(duì)處理器優(yōu)化的地方霞篡。
此處有專(zhuān)門(mén)的文章細(xì)說(shuō)GCD的優(yōu)異:
細(xì)說(shuō)@synchronized和dispatch_once
簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō):
就是@synchronized 在多線(xiàn)程中加鎖,其他線(xiàn)程是等待的,造成了線(xiàn)程資源浪費(fèi)。
而 dispatch_once主要是根據(jù)onceToken的值來(lái)決定怎么去執(zhí)行代碼藕施。
1.當(dāng)onceToken = 0時(shí)寇损，線(xiàn)程執(zhí)行dispatch_once的block中代碼
2.當(dāng)onceToken = -1時(shí)，線(xiàn)程跳過(guò)dispatch_once的block中代碼不執(zhí)行
3.當(dāng)onceToken為其他值時(shí)裳食，線(xiàn)程被阻塞矛市，等待onceToken值改變
當(dāng)線(xiàn)程調(diào)用shareInstance,此時(shí)onceToken = 0，調(diào)用block中的代碼诲祸，此時(shí)onceToken的值變?yōu)?40734537148864浊吏。當(dāng)其他線(xiàn)程再調(diào)用shareInstance方法時(shí)而昨，onceToken的值已經(jīng)是140734537148864了，線(xiàn)程阻塞找田。當(dāng)block線(xiàn)程執(zhí)行完block之后歌憨，onceToken變?yōu)?1.其他線(xiàn)程不再阻塞，跳過(guò)block墩衙。下次再調(diào)用shareInstance時(shí)务嫡，block已經(jīng)為-1.直接跳過(guò)block。
4.使用宏封裝直接便于開(kāi)發(fā)使用
這邊就只是簡(jiǎn)單的告訴你可以通過(guò)宏封裝單例達(dá)到方便直接使用單例漆改。
// .h文件的代碼
#define NTSingletonH(name) + (instancetype)shared##name;
// .m文件中的代碼（使用條件編譯來(lái)區(qū)別ARC和MRC）
#if __has_feature(objc_arc)
#define NTSingletonM(name)\
static id instance;\
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone\
{\
static dispatch_once_t onceToken;\
dispatch_once(&onceToken, ^{\
instance = [[super alloc]init];\
});\
return instance;\
}\
+ (instancetype)shared##name\
{\
static dispatch_once_t onceToken;\
dispatch_once(&onceToken, ^{\
instance = [[self alloc]init];\
});\
return instance;\
}\
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone\
{\
return instance;\
}
#else
#define NTSingletonM(name)\
static id instance;\
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone\
{\
static dispatch_once_t onceToken;\
dispatch_once(&onceToken, ^{\
instance = [[super alloc]init];\
});\
return instance;\
}\
+ (instancetype)shared##name\
{\
static dispatch_once_t onceToken;\
dispatch_once(&onceToken, ^{\
instance = [[self alloc]init];\
});\
return instance;\
}\
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone\
{\
return instance;\
}\
- (oneway void)release\
{\
}\
- (instancetype)retain\
{\
return instance;\
}\
- (NSUInteger)retainCount\
{\
return 1;\
}\
- (instancetype)autorelease\
{\
return instance;\
}
#endif
使用方式就是在新類(lèi) NewSingleton 中
@interface NewSingleton : NSObject
NTSingletonH(Manager)
@end
@implementation NewSingleton
NTSingletonM(Manager)
@end
需要的時(shí)候簡(jiǎn)單調(diào)用 [NewSingleton sharedManager] 即可
