iOS多线程技术—单例模式（ARC）与（MRC)

iOS多线程技术—单例模式（ARC）

一、简单说明：

设计模式：多年软件开发，总结出来的一套经验、方法和工具

java中有23种设计模式，在ios中最常用的是单例模式和代理模式。

 

二、单例模式说明

（1）单例模式的作用 :可以保证在程序运行过程，一个类只有一个实例，而且该实例易于供外界访问，从而方便地控制了实例个数，并节约系统资源。

（2）单例模式的使用场合：在整个应用程序中，共享一份资源（这份资源只需要创建初始化1次），应该让这个类创建出来的对象永远只有一个。

（3）单例模式在ARC\MRC环境下的写法有所不同，需要编写2套不同的代码

可以用宏判断是否为ARC环境

#if __has_feature(objc_arc)
 // ARC
#else
// MRC
#endif

 

（4）在ARC中，单例模式的实现思路

在.m中保留一个全局的static的实例   static id _instance; 

1）重写allocWithZone:方法，在这里创建唯一的实例（注意线程安全）

+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{    @synchronized(self) {
        if (!_instance) {
            _instance = [super allocWithZone:zone];
        }
    }
    return _instance;
}

 

2）提供1个类方法让外界访问唯一的实例

+ (instancetype)sharedSoundTool
{
    @synchronized(self) {
        if (!_instance) {
            _instance = [[self alloc] init];
        }
    }
    return _instance;
}

 

3）实现copyWithZone:方法

+ (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
 {
     return _instance;
 }

 

 

 （5）非ARC中（MRC），单例模式的实现（比ARC多了几个步骤）

实现内存管理方法

- (id)retain { return self; }

- (NSUInteger)retainCount { return 1; }

- (oneway void)release {}

- (id)autorelease { return self; }

  

三、单例模式（ARC）

1.说明

重写allocWithzone:方法，控制内存分配。因为alloc内部会调用该方法，每次调用allocWithzone:方法，系统都会创建一块新的内存空间。

alloc方法中：永远只分配一次内存

init方法中：保证所有的MP3数据都只加载一次。

 

 2.代码示例

创建一个音频工具类，继承子NSObject类。

在该类中实现以下代码，观察：

//
//  YYAudioTool.m
//  06-单例模式1
//
//  Created by apple on 14-6-25.
//  Copyright (c) 2014年 itcase. All rights reserved.
//

#import "YYAudioTool.h"
@interface YYAudioTool ()
//用来保存mp3文件
@property(nonatomic,strong)NSMutableDictionary *muscis;
@end
@implementation YYAudioTool
//构造方法
-(id)init
{
    if (self=[super init]) {
        //加载所需的音乐资源
        //....
//        self.muscis=[NSMutableDictionary dictionary];
//        self.muscis[@"1.mp3"]=1mp3数据；
//        self.muscis[@"2.mp3"]=2mp3数据;
    }
    return self;
}

//两个方法的调用
+(id)alloc
{
    NSLog(@"alloc----");
    return [super alloc];
}

//控制内存分配,每次调用allocWithzone:方法，系统都会创建一块新的内存空间
+(id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    NSLog(@"allocWithZone---");
    return [super allocWithZone:zone];
}



@end

 

在主控制器中，创建工具类对象：

 

打印结果：

说明：在alloc内部会调用更底层的方法allocWithZone方法分配内存空间，上面的代码创建了四个不同的对象。 

3.单例模式：设计思路 

（1）永远只分配一块内存来创建对象

（2）提供一个类方法，返回内部唯一的一个变量

（3）最好保证init方法也只初始化一次

代码示例：

创建一个音频工具类，继承子NSObject类。

在该类中按照设计思路实现以下代码：

YYAudioTool.m文件

//
//  YYAudioTool.m
//  06-单例模式1
//
//  Created by apple on 14-6-25.
//  Copyright (c) 2014年 itcase. All rights reserved.
//

#import "YYAudioTool.h"
@interface YYAudioTool ()
//用来保存mp3文件
@property(nonatomic,strong)NSMutableDictionary *muscis;
@end

@implementation YYAudioTool
//定义一份变量（整个程序运行过程中，只有一份）
static id _instace;
//单例模式：设计
//（1）永远只分配一块内存来创建对象
//（2）提供一个类方法，返回内部唯一的一个变量
//（3）最好保证init方法也只初始化一次

//构造方法
-(id)init
{
//    __block id obj=nil;
    static id obj=nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        if ((obj=[super init]) != nil) {
            //加载所需的音乐资源
            //....
            //        self.muscis=[NSMutableDictionary dictionary];
            //        self.muscis[@"1.mp3"]=1mp3数据；
            //        self.muscis[@"2.mp3"]=2mp3数据;
        }
    });
    self=obj;

    return self;
}


//重写该方法，控制内存的分配，永远只分配一次存储空间
+(id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{

    //里面的代码只会执行一次
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instace=[super allocWithZone:zone];
    });
    return _instace;
}

//类方法
+(id)sharedAudioTool
{
  //里面的代码永远都只执行一次
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instace=[[self alloc]init];
    });
    return _instace;
}

+(id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    return _instace;
}
@end

YYAudioTool.h文件

1 #import <Foundation/Foundation.h>
2 
3 @interface YYAudioTool : NSObject
4 //提供一个类方法，返回内部唯一的一个变量
5 +(id)sharedAudioTool;
6 @end

主控制器中创建对象:

//
//  YYViewController.m
//  06-单例模式1
//
//  Created by apple on 14-6-25.
//  Copyright (c) 2014年 itcase. All rights reserved.
//

#import "YYViewController.h"
#import "YYAudioTool.h"

@interface YYViewController ()

@end

@implementation YYViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
//    YYAudioTool *tool1=[[YYAudioTool alloc]init];
//    YYAudioTool *tool2=[[YYAudioTool alloc]init];
    YYAudioTool *tool1=[YYAudioTool sharedAudioTool];
    YYAudioTool *tool2=[YYAudioTool sharedAudioTool];
    YYAudioTool *tool3=[[YYAudioTool alloc]init];
    YYAudioTool *tool4=[[YYAudioTool alloc]init];
    NSLog(@"%p--%p--%p--%p",tool1,tool2,tool3,tool4);
}

@end

 

观察打印结果：

 

说明：整个程序中只创建一个对象实例。

4.static补充：

注意：static id instace=nil;和static id instace；instace=nil;的区别

 

 

 

 四、非ARC模式下的单例模式

1.说明：把一个项目修改为非ARC的

2.MAC下单例模式代码示例：

新建一个工具类，让该类继承自NSObject。

YYAudioTool.m文件

//
//  YYAudioTool.m
//  06-单例模式1
//
//  Created by apple on 14-6-25.
//  Copyright (c) 2014年 itcase. All rights reserved.
//

#import "YYAudioTool.h"
@interface YYAudioTool ()
//用来保存mp3文件
@property(nonatomic,strong)NSMutableDictionary *muscis;
@end

@implementation YYAudioTool
//定义一份变量（整个程序运行过程中，只有一份）
static id _instace;
//单例模式：设计
//（1）永远只分配一块内存来创建对象
//（2）提供一个类方法，返回内部唯一的一个变量
//（3）最好保证init方法也只初始化一次

//构造方法
-(id)init
{
//    __block id obj=nil;
    static id obj=nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        if ((obj=[super init]) != nil) {
    
        }
    });
    self=obj;

    return self;
}


//重写该方法，控制内存的分配，永远只分配一次存储空间
+(id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{

    //里面的代码只会执行一次
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instace=[super allocWithZone:zone];
    });
    return _instace;
}

//类方法
+(id)sharedAudioTool
{
  //里面的代码永远都只执行一次
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instace=[[self alloc]init];
    });
    return _instace;
}

//重写release方法
//oneway :分布式对象
-(oneway void)release
{
}

//不管调用哪个方法，返回的都是唯一的实例，所以这里self和instace是一样的
-(id)autorelease
{
    return self;
}

-(id)retain
{
    return self;
}

-(NSUInteger)retainCount
{
    return 1;
}

+(id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    return _instace;
}
@end

 

YYAudioTool.h文件

//
//  YYAudioTool.h
//  06-单例模式1
//
//  Created by apple on 14-6-25.
//  Copyright (c) 2014年 itcase. All rights reserved.
//

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface YYAudioTool : NSObject
//提供一个类方法，返回内部唯一的一个变量
+(id)sharedAudioTool;
@end

 

主控制器中创建对象：

//
//  YYViewController.m
//  06-单例模式1
//
//  Created by apple on 14-6-25.
//  Copyright (c) 2014年 itcase. All rights reserved.
//

#import "YYViewController.h"
#import "YYAudioTool.h"

@interface YYViewController ()

@end

@implementation YYViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    YYAudioTool *tool1=[YYAudioTool sharedAudioTool];
    YYAudioTool *tool2=[YYAudioTool sharedAudioTool];
    YYAudioTool *tool3=[YYAudioTool sharedAudioTool];
    YYAudioTool *tool4=[[YYAudioTool alloc]init];
    
    NSLog(@"%p--%p--%p--%p",tool1,tool2,tool3,tool4);
    
    //对象创建只会，release对象会销毁，无法再创建新的对象（因为单例），所以还需要重写release方法
    [tool1 release];
    [tool2 release];
    [tool3 release];
    [tool4 release];
}

@end

 

打印结果：

说明：整个程序过程中，只创建一个对象实例。

 

 五、把单例代码定义为一个带参数的宏

1.新的困扰

弊端：如果又创建一个新的类，是否又要把文件代码拷贝一份，所以这里可以考虑把固定的代码写成宏。

由于项目中代码经常有移植的需要，要求项目中又有ARC的，又有非ARC的，应该怎么应用单例模式?

不管项目是ARC的还是非ARC的，这个宏都有用。可以先判断编译器的环境，判断当前环境是否是ARC的。

条件编译的使用：

2.使用条件编译，并把单例模式的代码定义为宏。

新建一个.h头文件

　　把代码定义为宏，头文件中的代码如下：

// ## : 连接字符串和参数
#define singleton_h(name) + (instancetype)shared##name;

#if __has_feature(obj_arc)  //如果是ARC
#define singleton_m(name) \
static id _instance; \
+ (id)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:(struct _NSZone *)zone \
{ \
    return _instance; \
}

#else //非ARC
#define singleton_m(name) \
static id _instance; \
+ (id)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; \
} \
 \
- (oneway void)release \
{ \
 \
} \
 \
- (id)autorelease \
{ \
    return _instance; \
} \
 \
- (id)retain \
{ \
    return _instance; \
} \
 \
- (NSUInteger)retainCount \
{ \
    return 1; \
} \
 \
+ (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone \
{ \
    return _instance; \
}
#endif

 

在程序中的应用：

控制器问价代码如下：

#import "YYViewController.h"
#import "YYAudioTool.h"

@interface YYViewController ()

@end

@implementation YYViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    YYAudioTool *tool1=[YYAudioTool sharedAudioTool];
    
    //对象创建后，需要考虑
//    (1)alloc init
//    (2)release
//    (3)copy copy内部会调用另外一个方法copywithzone
//    (4)autorelease
//    
    YYAudioTool *tool2=[YYAudioTool sharedAudioTool];
    YYAudioTool *tool3=[YYAudioTool sharedAudioTool];
    NSLog(@"%p---%p---%p",tool1,tool2,tool3);
    [tool2 release];
    [tool3 release];
    [tool1 release];

}

@end

 

工具类的头文件代码如下：

#import "YYViewController.h"
#import "YYAudioTool.h"

@interface YYViewController ()

@end

@implementation YYViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    YYAudioTool *tool1=[YYAudioTool sharedAudioTool];
    
    //对象创建后，需要考虑
//    (1)alloc init
//    (2)release
//    (3)copy copy内部会调用另外一个方法copywithzone
//    (4)autorelease
//    
    YYAudioTool *tool2=[YYAudioTool sharedAudioTool];
    YYAudioTool *tool3=[YYAudioTool sharedAudioTool];
    NSLog(@"%p---%p---%p",tool1,tool2,tool3);
    [tool2 release];
    [tool3 release];
    [tool1 release];

}

@end

 

工具类的实现部分代码如下：

//
//  YYAudioTool.h
//  06-单例模式1
//
//  Created by apple on 14-6-25.
//  Copyright (c) 2014年 itcase. All rights reserved.
//

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Singleton.h"

@interface YYAudioTool : NSObject
////提供一个类方法，返回内部唯一的一个变量
//+(id)sharedAudioTool;
singleton_h(AudioTool)
@end

 

补充说明：如果把代码下载dispatch_once里面，那么它内部默认会进行加锁。

 

六、补充

问题：ARC和非ARC单例模式的区别？

由于非ARC是进行手动内存管理，所以需要注意下面一个方法，在项目中通常使用宏。

- (id)retain { return self; }

- (NSUInteger)retainCount { return 1; }

- (oneway void)release {}

- (id)autorelease { return self; }