IOS设计模式浅析之单例模式(Singleton)

说在前面

  进入正式的设计模式交流之前,扯点闲话。我们在项目开发的过程中,经常会不经意的使用一些常见的设计模式,如单例模式、工厂方法模式、观察者模式等,以前做.NET开发的时候,认真拜读了一下程杰老师的《大话设计模式》,程老师用诙谐的语言,贴近生活的示例,让我对设计模式有了一个大致的了解。转型做IOS开发后,一直想阅读一下针对IOS设计模式方面的书籍,也买了一本《Objective-C编程之道:iOS设计设计模式解析》进行学习,本系列设计模式的文章,有些内容来自这两本书籍,也有些内容来自于网络和个人学习过程的整理,算是本人对设计模式学习的笔记,大家对文章中不足的地方,欢迎提出改进的建议。

定义

  保证一个类仅有一个实例,并提供一个该实例的全局访问点。

  定义包含三层含义:一是某个类只能有一个实例;二是它必须自行创建这个实例;三是它必须向整个系统提供这个实例。

结构图

  从结构图可以看到,单例模式(Singleton)是比较独立的一个设计模式,它的主要特点是控制某个类的实例唯一性,通过上图我们知道它包含的类只有一个,就是Singleton。该模式中包含一个静态私有成员变量mySingleton与类方法sharedInstance()sharedInstance ()方法负责实例化自己,然后存储在静态成员mySingleton变量中,以确保只有一个实例被创建。

单例模式的实现

  在Objective-C中实现单例模式,需要完成如下四个步骤:

  • 第一步:定义一个静态实例变量mySingleton(名字可以自己取),初始化为nil,代码如下所示:
1 static MySingleton *mySingleton = nil;
  • 第二步:实现一个类方法检查上面声明的静态实例是否为nil,如果是则新建并返回一个本类的实例,代码如下所示:
 1 + (id)sharedInstance
 2 {
 3     static dispatch_once_t onceToken;
 4     dispatch_once(&onceToken, ^{
 5         if(mySingleton == nil)
 6         {
 7             mySingleton = [[self alloc] init];
 8         }
 9     });
10     return mySingleton;
11 }

  【说明】:dispatch_once函数是GCD中的API,它保证应用程序即使在多线程环境下,也只执行一次。当然,也可以使用@synchronize来达到线程安全的目的,代码如下所示:

 1 + (id)sharedInstance
 2 {
 3     @synchronized (self)
 4     {
 5         if (mySingleton == nil)
 6         {
 7             mySingleton = [[self alloc] init];
 8         }
 9     }
10     return mySingleton;
11 }
  • 第三步:重写allocWithZone方法,用来保证使用allocinit试图获得一个新实例的时候不产生新实例,代码如下所示:
 1 + (id)allocWithZone:(NSZone *)zone
 2 {
 3     static dispatch_once_t onceToken;
 4     dispatch_once(&onceToken, ^{
 5         if (mySingleton == nil)
 6         {
 7             mySingleton = [super allocWithZone:zone];
 8             NSLog(@"allocWithZone");
 9         }
10     });
11     return mySingleton; 
12 }
  • 第四步:适当实现copyWithZonereleaseautorelease等方法。代码如下所示:
 1 // 如果有其他初始化操作,可在这里进行初始化
 2 - (id)init
 3 {
 4     self = [super init];
 5     if (self != nil)
 6     {
 7         // 其他初始化操作
 8     }
 9     return self;
10 }
11 
12 // 防止外界拷贝造成多个实例,保证实例的唯一性。
13 - (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
14 {
15     return self;
16 }
17 
18 // 因为只有一个实例对象,所以retain不能增加引用计数。
19 - (id)retain
20 {
21     return self;
22 }
23 
24 // 因为只有一个实例对象,设置默认引用计数。这里是取的NSUinteger的最大值,当然也可以设置成1或其他值。
25 - (NSUInteger)retainCount
26 {
27     return UINT_MAX;  // denotes an object that cannot be released
28 }
29 
30 // oneway是用于多线程编程中,表示单向执行,不能“回滚”,即原子操作。该方法是空的,不让用户release掉这个对象。
31 - (oneway void)release
32 {
33     //do nothing
34 }
35 
36 //除了返回单例外,什么也不做。
37 - (id)autorelease
38 {
39     return self;
40 }
41 
42 // 该方法永远不会被调用,因为在程序的生命周期内容,该单例一直都存在。(所以该方法可以不实现)
43 - (void)dealloc
44 {
45     [super dealloc];
46 }

  【说明】:对于步骤二和步骤三,也可以按如下方式实现:

 1 + (id)sharedInstance
 2 {
 3     @synchronized(self)
 4     {
 5         if(mySingleton == nil)
 6         {
 7             mySingleton = [[super allocWithZone:NULL] init];
 8             NSLog(@"allocWithZone");
 9         }
10     }
11     return mySingleton;
12 }
13 
14 // 通过返回当前的sharedInstance实例,就能防止实例化一个新的对象。
15 + (id)allocWithZone:(NSZone *)zone
16 {
17     return [[self sharedInstance] retain];
18 }

单例模式在IOS中的应用

  单例模式在IOS中的应用非常广泛,如[NSNotificationCenter defaultCenter][UIApplication sharedApplication][NSFileManager defaultManager]等。

 

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posted @ 2013-12-04 14:32  Gof Lee  阅读(3120)  评论(0编辑  收藏  举报