iOS设计模式:单例模式
因为单例是全局哪里要用直接调用就行非常方便简单，一般我们可以用单例来作对用户信息的存储，其次单例可以做成购物车之类的页面等等。当然单例最大的优势个人感觉就是对数据的存储和读取非常方便，就可以解决页面之间传值困难的问题。简单讲下怎样用单例对数据传输吧，把需要的数据都定义成属性，当需要存储的时候直接调用存储就行，要用的时候把它调出使用就行了这里不做过多描述了。
单例模式是一个类在系统中只有一个实例对象。通过全局的一个入口点对这个实例对象进行访问。在iOS开发中，单例模式是非常有用的一种设计模式。如下图，是一个简单的例模式的UML类图。
单例模式是一个类在系统中只有一个实例对象。通过全局的一个入口点对这个实例对象进行访问。在iOS开发中，单例模式是非常有用的一种设计模式。如下图，是一个简单的例模式的UML类图。
iOS SDK中也有许多类使用了单例模式，例如，UIApplication：当程序启动的时候，会调用UIApplicationMain方法，在该方法中，会实例化一个UIApplication对象，之后在程序中的任意地方调用sharedApplication方法都将返回一个与当前应用程序相关的UIApplication实例（UIApplicationMain方法中创建的UIApplication单例）。
什么时候使用单例模式？
在程序中，单例模式经常用于只希望一个类只有一个实例，而不运行一个类还有两个以上的实例。当然，在iOS SDK中，根据特定的需求，有些类不仅提供了单例访问的接口，还为开发者提供了实例化一个新的对象接口，例如，NSFileManager可以通过defaultManager方法返回相同的一个NSFileManager对象。如果需要新的一个NSFileManager实例对象，可以通过init方法。
iOS中单例模式的实现
iOS中单例模式的实现方式一般分为两种：Non-ARC(非ARC)和ARC+GCD。
1.Non-ARC(非ARC)
非ARC的实现方法如下所示：
BVNonARCSingleton.h
1.//
2.// BVNonARCSingleton.h
3.// SingletonPattern
4.//
5.// Created by BeyondVincent on 13-5-9.
6.// Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.
7.//
8.
9.#import <Foundation/Foundation.h>
10.
11.@interface BVNonARCSingleton : NSObject
12.
13.@property ( nonatomic, retain) NSString *tempProperty;
14.+ (BVNonARCSingleton *)sharedInstance;
15.
16.@end11.@implementation BVNonARCSingleton
12.
13.static BVNonARCSingleton *sharedInstance = nil;
14.
15.// 获取一个sharedInstance实例，如果有必要的话，实例化一个
16.+ (BVNonARCSingleton *)sharedInstance {
17. if (sharedInstance == nil) {
18. sharedInstance = [[super allocWithZone:NULL] init];
19. }
20.
21. return sharedInstance;
22.}
23.
24.// 当第一次使用这个单例时，会调用这个init方法。
25.- (id)init
26.{
27. self = [super init];
28.
29. if (self) {
30. // 通常在这里做一些相关的初始化任务
31. }
32.
33. return self;
34.}
35.
36.// 这个dealloc方法永远都不会被调用--因为在程序的生命周期内容，该单例一直都存在。（所以该方法可以不用实现）
37.-(void)dealloc
38.{
39. [super dealloc];
40.}
41.
42.// 通过返回当前的sharedInstance实例，就能防止实例化一个新的对象。
43.+ (id)allocWithZone:(NSZone*)zone {
44. return [[self sharedInstance] retain];
45.}
46.
47.// 同样，不希望生成单例的多个拷贝。
48.- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
49. return self;
50.}
51.
52.// 什么也不做——该单例并不需要一个引用计数（retain counter）
53.- (id)retain {
54. return self;
55.}
56.
57.// 替换掉引用计数——这样就永远都不会release这个单例。
58.- (NSUInteger)retainCount {
59. return NSUIntegerMax;
60.}
61.
62.// 该方法是空的——不希望用户release掉这个对象。
63.- (oneway void)release {
64.
65.}
66.
67.//除了返回单例外，什么也不做。
68.- (id)autorelease {
69. return self;
70.}
71.
72.@end2.@synchronized (self)
3.{
4. if(sharedInstance == nil)
5. {
6. sharedInstance = [[super allocWithZone:NULL] init];
7. }
8.}11.@interface BVARCSingleton : NSObject
12.
13.@property ( nonatomic, weak) NSString *tempProperty;
14.+ (BVARCSingleton *)sharedInstance;
15.
16.@end11.@implementation BVARCSingleton
12.
13.+ (BVARCSingleton *) sharedInstance
14.{
15. static BVARCSingleton *sharedInstance = nil ;
16. static dispatch_once_t onceToken; // 锁
17. dispatch_once (& onceToken, ^ { // 最多调用一次
18. sharedInstance = [[self alloc] init];
19. });
20. return sharedInstance;
21.}
22.
23.// 当第一次使用这个单例时，会调用这个init方法。
24.- (id)init
25.{
26. self = [super init];
27.
28. if (self) {
29. // 通常在这里做一些相关的初始化任务
30. }
31.
32. return self;
33.}
34.
35.@end2.@synchronized (self)
BVNonARCSingleton.m
1.//
2.// BVNonARCSingleton.m
3.// SingletonPattern
4.//
5.// Created by BeyondVincent on 13-5-9.
6.// Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.
7.//
8.
9.#import "BVNonARCSingleton.h"
10.
实际上上面的代码苹果官网也有提供：Creating a Singleton Instance，只不过没有给出头文件的定义。上面用非ARC实现单例的方法是线程不安全的，如果有多个线程同时调用sharedInstance方法获取一个实例，而sharedInstance方法需要花费1-2秒钟的时间，那么BVNonARCSingleton的init方法就可能会被多次调用，也就是不同线程获得的BVNonARCSingleton有可能不是同一个实例。怎么解决线程的不安全呢？答案是使用@synchronized来创建互斥锁即可。
1.// 保证在实例化的时候是线程安全的（当然，该方法不能保证该单例中所有方法的调用都是线程安全的）
2.@synchronized (self)
3.{
4. if(sharedInstance == nil)
5. {
6. sharedInstance = [[super allocWithZone:NULL] init];
7. }
8.}
通过上面的代码就能保存线程安全。
1.<span style="font-family: Georgia, 'Times New Roman', 'Bitstream Charter', Times, serif; font-size: 13px; line-height: 19px;">提醒：在iOS中，一般不建议使用非ARC来实现单例模式。更好的方法是使用ARC+GCD来实现。</span>
2.ARC+GCD
通过ARC+GCD的方法来实现单例模式的非常简单的。下面先来看看具体实现：
BVARCSingleton.h
1.//
2.// BVARCSingleton.h
3.// SingletonPattern
4.//
5.// Created by BeyondVincent on 13-5-9.
6.// Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.
7.//
8.
9.#import <Foundation/Foundation.h>
10.
BVARCSingleton.m
1.//
2.// BVARCSingleton.m
3.// SingletonPattern
4.//
5.// Created by BeyondVincent on 13-5-9.
6.// Copyright (c) 2013年 BeyondVincent. All rights reserved.
7.//
8.
9.#import "BVARCSingleton.h"
10.
在上面的代码中，调用Grand Central Dispatch (GCD)中的dispatch_once方法就可以确保BVARCSingleton只被实例化一次。并且该方法是线程安全的，我们不用担心在不同的线程中，会获得不同的实例。（当然，该方法同样不能保证该单例中所有方法的调用都是线程安全的）。
当然，在ARC中，不用GCD也是可以做到线程安全的，跟之前非ARC代码中使用@synchronized一样，如下代码：
1. // 不使用GCD，通过@synchronized
2.@synchronized (self)
3.{
4. if(sharedInstance == nil)
5. {
6. sharedInstance = [[self alloc] init];
7. }
8.}
为了简化使用ARC+GCD来创建单例，可以定义下面这样的一个宏：
1.#define DEFINE_SHARED_INSTANCE_USING_BLOCK(block) \
2.static dispatch_once_t onceToken = 0; \
3.__strong static id sharedInstance = nil; \
4.dispatch_once(&onceToken, ^{ \
5.sharedInstance = block(); \
6.}); \
7.return sharedInstance; \
实例化的实现方法如下所示：
1.+ (BVARCSingleton *) sharedInstance
2.{
3. DEFINE_SHARED_INSTANCE_USING_BLOCK(^{
4. return [[self alloc] init];
5. });
6.}
单例的使用
单例的使用方法很简单，在代码中的任意位置，如下使用即可：
在BVAppDelegate.m中添加头文件：
1.#import "BVNonARCSingleton.h"
2.#import "BVARCSingleton.h"
如下使用方法：
1.- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions
2.{
3. [BVNonARCSingleton sharedInstance].tempProperty = @"非ARC单例的实现";
4. NSLog(@"%@", [BVNonARCSingleton sharedInstance].tempProperty);
5.
6. [BVARCSingleton sharedInstance].tempProperty = @"ARC单例的实现";
7. NSLog(@"%@", [BVARCSingleton sharedInstance].tempProperty);
8.
9. return YES;
10.}
运行程序，会在控制台窗口输出如下内容：
1.2013-05-09 16:44:07.649 SingletonPattern[5159:c07] 非ARC单例的实现
2.2013-05-09 16:44:33.204 SingletonPattern[5159:c07] ARC单例的实现
单例模式算是开发中比较常见的一种模式了。在iOS中，单例有两种实现方式（至少我目前只发现两种）。根据线程安全的实现来区分，一种是使用@synchronized，另一种是使用GCD的dispatch_once函数。
要实现单例，首先需要一个static的指向类本身的对象，其次需要一个初始化类函数。下面是两种实现的代码。
1、@synchronized
static InstanceClass *instance;
+ (InstanceClass *)defaultInstance{
@synchronized (self){
if (instance == nil) {
instance = [[InstanceClass alloc] init];
}
}
return instance;
}
2、GCD
static InstanceClass *instance;
+ (InstanceClass *)defaultInstance{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
instance = [[InstanceClass alloc] init];
});
return instance;
}
总的来说，两种实现效果相同，但第二种GCD的实现方式写起来比较简单。如果不习惯GCD的方式，可以使用第一种方式。
在软件工程中，单例是一种用于实现单例的数学概念，即将类的实例化限制成仅一个对象的设计模式。
单例是一种类，该类只能实例化一个对象。
void dispatch_once( dispatch_once_t *predicate, dispatch_block_t block);
如果被多个线程调用，该函数会同步等等直至代码块完成。
+ (AccountManager *)sharedManager {
static AccountManager *sharedAccountManagerInstance = nil;
static dispatch_once_t predicate; dispatch_once(&predicate, ^{
sharedAccountManagerInstance = [[self alloc] init];
});
return sharedAccountManagerInstance;
}
AccountManager *accountManager = [AccountManager sharedManager];
AccountManager *accountManager = [[AccountManager alloc] init];
单例模式介绍
单例模式确保在一个应用中只产生一个实例，这是很有必要的，因为在我们做软件设计的时候，有很多对象都是只需要一个就可以了，而不需要创建众多的对象，这样最显而易见的就是节省了内存空间。而且避免了这个类的频繁的初始化与销毁。有时为了实现某一种功能与操作而创建的类（工具类）往往也不需要多个对象，使用单例模式再合适不过。再延伸一点，有时为了节省内存对一个对象进行复用的话也可以通过单例来实现，这在手机软件的开发中用得比较多，因为手机的内存实在是少得可怜。
单例模式优点
- 正如前面说的，单例模式在内存中只有一个实例，减少了内存开支。特别是一个对象需要频繁的创建、销毁时，而创建与销毁的性能有无法优化，单例模式的优势就非常明显。
- 单例模式只生成一个实例，减少了系统性能开销，当一个对象的产生需要比较多的资源时，如读取配置、产生其他依赖对象时，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后永久驻留内存的方式来解决。
- 单例模式可以避免对资源的多重占用。
- 单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化和共享资源访问。
单例模式缺点
- 单例模式一般没有接口，扩展很困难，除了修改代码基本上没有第二种途径实现。
- 单例模式对测试是不利的。在并行开发环境中，如果单例模式没有完成，是不能进行测试的。
- 单例模式与单一职责原则有冲突。
单例模式在iOS中的使用
单例模式在iOS开发中的使用还是蛮多的，许多Foundation、Cocoa和UIKit中的类都实现了单例模式，比如应用程序本身UIApplication、文件操作类NSFileManager、消息中心NSNotificitonCenter等系统都已经给我们实现单例，我们只需要使用就好了。在iOS中使用单例模式要使用类方法，通过类方法返回该类的唯一对象。
我知道的在iOS开发中实现单例模式主要有以下三种方式：
第一种
该方法是苹果的官方文档中写的一种方式，通过覆盖NSObject的部分方法实现，使该类无法alloc、retain、release。这是最麻烦的一种方法，也是最不好的一种方法。
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可以看到这种方式，使用静态成员维持了一个永久存在的对象，而且覆盖了alloc方法（alloc方法会调用allocWithZone:方法），并且也覆盖了所有与引用技术有关的方法，这都使这个对象不会被销毁。这样看上去基本实现了我们需要的，但是写起来麻烦不说，还有很大的一个问题，那就是多线程问题，如果是在多线程中那么该种方法就不能保证只产生一个对象了。所以这种方式只是介绍一下，并不推荐使用。
第二种
第二种跟第一种差不多，也是通过覆盖NSObject的方法实现的，但是它在第一种的基础上增加了多线程的处理，所以即使在多线程下，该种方法创建的对象也是唯一的。这种方法已经有大牛为我们写好了，全都都是通过C的宏定义#define出来了。现给出该头文件：
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