OC中的单例

2016-03-21 本文已影响216人阿木摄影

单例,感觉挺高大上的,单例是程序中常见的一种设计模式,常用的设计模式还有代理设计模式,观察者模式等等;所谓单例就是单一的实例,即外界用的时候,其系统只会分配一次内存空间,也就是说,只要是单例,通过单例提供的接口,创建的对象,内存地址都是一样的;创建单例的本质就是,创建对象的时候,保证创建代码只执行一次就OK了,有加锁和dispatch_once两种方法;最后,文章只涉及ARC状态下的,MRC暂不涉及.

ARC中的单例

什么是单例?

在程序运行的整个过程中,根据类创建的所有的对象以及 copy 的对象,其内存地址都是一样的,也就是说,只要是单例,那么系统就只会创建一次,只会给其分配一次存储空间;

单例的作用

可以保证在程序运行的过程中,一个类只有一个实例,而且该实例易于外界访问;
节约系统内存资源;

单例的使用场景

在整个项目过程中,共享一份资源,例如系统中的

 [NSUserDefaults standardUserDefaults];
 [NSNotificationCenter defaultCenter];
 [UIApplication sharedApplication];
 [NSFileManager defaultManager]等等.

单例的创建

一般给外界提供一个类方法,命名参考苹果原生命名,一般以:default|share|standard + 类名;
如何创建
-- 加锁的方法@synchronized(token)

//定义一个实例
static LXSignaltool *_signalTool;
//提供一个接口
+(instancetype)shareLxsignaltool
{
    //返回alloc方法,重写allocWithZone防止外界不用shareLxsignaltool方法,造成内存地址不同
    return [[self alloc] init];
   //如果采用下面这一种,那种外界通过[alloc init]创建的对象与shareLXsignaltool创建的对象地址是不同的
//    @synchronized(self) {
//        if (_signalTool == nil) {
//            _signalTool = [[self alloc] init];
//        }
//    }
//    return _signalTool;
}
//重写allocWithZone
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    //利用`@synchronized`这个关键字加锁,也可以用一次性执行代码
    @synchronized(self) {
        if (_signalTool == nil) {
            _signalTool = [super allocWithZone:zone];
        }
    }
    return _signalTool;
}

//另外,为防止外界copy,mutable copy对象,需要重写两个方法,`注意:`必须遵守两个协议:<NSCopying,NSMutableCopying>
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
    return _signalTool;
}
- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone
{
    return _signalTool;
}

一次性执行代码(说明,只需要将上面加锁的方法换掉就OK了)
以前,只知道这个多线程一次性执行代码,但是它的原理是什么,它为什么只执行一次,从来没有探究过,看到一篇文章后,终于恍然大悟,参考文章:http://www.jianshu.com/p/9607067e186c

static dispatch_once_t onceToken的原理

dispatch_once_t 
It must be initialized to zero.
 * Note: static and global variables default to zero.

多线程解决当前创建对象的时候,保证只有一条线程执行创建代码,是根据onceToken的值来判断的,默认它的值为0,也可以通过在不同的位置,打印它的值,来验证它什么时候执行 NSLog(@"已经执行了%ld",onceToken);
-- 当onceToken= 0时，线程执行dispatch_once的block中代码;
-- 当onceToken= -1时，线程跳过dispatch_once的block中代码不执行;
-- 当onceToken为其他值时，线程被线程被阻塞，等待onceToken值改变;
当线程第一次调用shareLxsignaltool，onceToken的值为0,执行block中的代码,当执行时,系统内部将onceToken的值修改为140734629902336,当执行完成后,将onceToken修改为-1;以下就分两种情况了:
第一种情况:
某一线程要执行block中的代码时，首先需要判断onceToken的值，再去执行block中的代码。一旦有线程首次正在执行,那么这里onceToken的值变为140734731430192,也就表明当前线程正在执行,其他线程被阻塞;当当前线程执行完block之后,onceToken变为-1,那么,当有其他线程执行时,获取到的onceToken值为-1,其他线程直接跳过block,保证只会创建一次。
第二种情况
一旦执行过一次,下次再调用shareLxsignaltool时，block已经为-1。直接跳过block。

 static dispatch_once_t onceToken;
 NSLog(@"已经执行了%ld",onceToken);
    dispatch_once(&onceToken, ^{
 NSLog(@"已经执行了%ld",onceToken);
        if (_signalTool == nil) {
           _signalTool = [super allocWithZone:zone];
        }
    });

简单总结一下,单例是一种很好的设计模式,不管是利用加锁还是多线程一次性执行,都可以达到想要的目的,另外,关于MRC或者其他ARC下的单例,还可以参考这一篇文章:http://www.jianshu.com/p/0a6068c55f8b,里面有关于MRC的一些写法.