在開發(fā)中經(jīng)常會用到單例設計模式，目的就是為了在程序的整個生命周期內(nèi)，只會創(chuàng)建一個類的實例對象，而且只要程序不被殺死，該實例對象就不會被釋放。下面我們來看看單例的概念、用途、如何創(chuàng)建，以便加深理解。
作用
* 在應用這個模式時，單例對象的類必須保證只有一個實例存在。許多時候整個系統(tǒng)只需要擁有一個的全局對象，這樣有利于我們協(xié)調(diào)系統(tǒng)整體的行為。比如在APP開發(fā)中我們可能在任何地方都要使用用戶的信息，那么可以在登錄的時候就把用戶信息存放在一個文件里面，這些配置數(shù)據(jù)由一個單例對象統(tǒng)一讀取，然后服務進程中的其他對象再通過這個單例對象獲取這些配置信息。這種方式簡化了在復雜環(huán)境下的配置管理。
* 有的情況下，某個類可能只能有一個實例。比如說你寫了一個類用來播放音樂，那么不管任何時候只能有一個該類的實例來播放聲音。再比如，一臺計算機上可以連好幾個打印機，但是這個計算機上的打印程序只能有一個，這里就可以通過單例模式來避免兩個打印任務同時輸出到打印機中，即在整個的打印過程中我只有一個打印程序的實例。
創(chuàng)建單例
有兩種方法來創(chuàng)建單例，下面分別介紹
1、GCD方式創(chuàng)建單例
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24 static?id?_instance;
+?(instancetype)allocWithZone:(struct?_NSZone?*)zone
{
static?dispatch_once_t?onceToken;
dispatch_once(&onceToken,?^{
_instance?=?[super?allocWithZone:zone];
});
return?_instance;
}
+?(instancetype)sharedInstance
{
static?dispatch_once_t?onceToken;
dispatch_once(&onceToken,?^{
_instance?=?[[self?alloc]?init];
});
return?_instance;
}
-?(id)copyWithZone:(NSZone?*)zone
{
return?_instance;
}
-?(id)mutableCopyWithZone:(NSZone?*)zone?{
return?_instance;
}
2、互斥鎖方式
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23 static?id?_instance;
+?(instancetype)allocWithZone:(struct?_NSZone?*)zone
{
@synchronized(self)?{
if?(_instance?==?nil)?{
_instance?=?[super?allocWithZone:zone];
}
}
return?_instance;
}
+?(instancetype)sharedInstance
{
@synchronized(self)?{
if?(_instance?==?nil)?{
_instance?=?[[self?alloc]?init];
}
}
return?_instance;
}
-?(id)copyWithZone:(NSZone?*)zone
{
return?_instance;
}
上面兩種方式都可以創(chuàng)建單例，而且保證了用戶不管是通過shareInstance方法，還是alloc、copy方法得到的實例都是一樣的。
上面代碼的關鍵之處就在于如何在多線程情況下保證創(chuàng)建的單例還是同一個。
我們先看看在GCD情況下，如果不使用dispatch_once和同步鎖創(chuàng)建單例會出現(xiàn)什么問題，去掉兩者后創(chuàng)建單例的代碼如下
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6 +?(instancetype)sharedInstance
{
if?(_instance?==?nil)?{
_instance?=?[[self?alloc]?init];
}
}
假設此時有兩條線程：線程1和線程2，都在調(diào)用shareInstance方法來創(chuàng)建單例，那么線程1運行到if (_instance == nil)出發(fā)現(xiàn)_instance = nil,那么就會初始化一個_instance，假設此時線程2也運行到if的判斷處了，此時線程1還沒有創(chuàng)建完成實例_instance，所以此時_instance = nil還是成立的，那么線程2又會創(chuàng)建一個_instace。
此時就創(chuàng)建了兩個實例對象，導致問題。
解決辦法1、使用dispatch_once
dispatch_once保證程序在運行過程中只會被運行一次，那么假設此時線程1先執(zhí)行shareInstance方法，創(chuàng)建了一個實例對象，線程2就不會再去執(zhí)行dispatch_once的代碼了。從而保證了只會創(chuàng)建一個實例對象。
解決辦法2、使用互斥鎖
假設此時線程1在執(zhí)行shareInstance方法，那么synchronize大括號內(nèi)創(chuàng)建單例的代碼，如下所示：
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3 if?(_instance?==?nil)?{
_instance?=?[[self?alloc]?init];
}
就會被當做一個任務被加上了一把鎖。此時假設線程2也想執(zhí)行shareInstance方法創(chuàng)建單例，但是看到了線程1加的互斥鎖，就會進入睡眠模式。等到線程1執(zhí)行完畢，才會被喚醒，然后去執(zhí)行上面所示的創(chuàng)建單例的代碼，但是此時_instance !=nil,所以不會再創(chuàng)建新的實例對象了。從而保證只會創(chuàng)建一個實例對象。
但是互斥鎖會影響性能，所以最好還是使用GCD方式創(chuàng)建單例。
宏創(chuàng)建單例
如果我們需要在程序中創(chuàng)建多個單例，那么需要在每個類中都寫上一次上述代碼，非常繁瑣。
我們可以使用宏來封裝單例的創(chuàng)建，這樣任何類需要創(chuàng)建單例，只需要一行代碼就搞定了。
實現(xiàn)代碼
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32 Singleton.h文件
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#define?SingletonH(name)?+?(instancetype)shared##name;
#define?SingletonM(name)?\
static?id?_instance;?\
\
+?(instancetype)allocWithZone:(struct?_NSZone?*)zone?\
{?\
static?dispatch_once_t?onceToken;?\
dispatch_once(&onceToken,?^{?\
_instance?=?[super?allocWithZone:zone];?\
});?\
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;?\
}\
\
-?(id)mutableCopyWithZone:(NSZone?*)zone?{?\
return?_instance;?\
}
如何調(diào)用
假設我們要在類viewcontroller中使用，調(diào)用方法如下：
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18 viewcontroller.h文件
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#import
#import?"Singleton.h"
@interface?ViewController?:?UIViewController
SingletonH(viewController)
@end
viewcontroller.m文件
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@interface?ViewController?()
@end
@implementation?ViewController
SingletonM(ViewController)
-?(void)viewDidLoad?{
[super?viewDidLoad];
NSLog(@"%@?%@?%@?%@",?[ViewController?sharedViewController],[ViewController?sharedViewController],?[[ViewController?alloc]?init],[[ViewController?alloc]?init]);
}
@end
輸出結果
可以看到四個對象的內(nèi)存地址完全一樣，說明是同一個對象。
