Swift、Objective-C 单例模式 (Singleton)
Swift、Objective-C 单例模式 (Singleton)
本文的单例模式分为严格单例模式和不严格单例模式。单例模式要求一个类有一个实例，有公开接口可以访问这个实例。严格单例模式，要求一个类只有一个实例；不严格单例模式，可以创建多个实例。
有的类只能有一个实例，例如 UIApplication，通过 shared 属性访问唯一的实例，属于严格单例模式。有用户登录功能的 App 中，如果当前用户的数据模型与其他用户的数据模型不同，那么当前用户的类也应该用严格单例模式。在逻辑上，当前用户只有一个，只能有一个实例；这样可以在各个地方访问当前用户的数据。如果当前用户的数据模型与其他用户的数据模型相同，则应用不严格单例模式。可以给其他用户创建实例，同时也可以在各个地方访问当前用户的数据。
Swift 实现
严格单例模式
大多数 Objective-C 的类都继承自 NSObject，而 Swift 的类可以继承自 NSObject 或者不继承。
继承自 NSObject
class SingletonClass: NSObject {
static let shared = SingletonClass()
// Make sure the class has only one instance
// Should not init or copy outside
private override init() {}
override func copy() -> Any {
return self // SingletonClass.shared
}
override func mutableCopy() -> Any {
return self // SingletonClass.shared
}
// Optional
func reset() {
// Reset all properties to default value
}
}
静态属性 shared 持有唯一的实例，对外公开。
重载 init() 方法，使其对外不可见，不可以在外部调用，防止在外部创建实例。
重载 copy()、mutableCopy() 方法，返回 self，防止在外部复制实例。这里也可以返回 SingletonClass.shared，效果是一样的，因为只有一个实例。只有 shared 能调用 copy()、mutableCopy() 方法，那么 self 就是 shared。写 self，代码比较简洁。
单例一旦创建，一直持有，不能手动销毁，但可以重置数据。如果需要的话，可以添加一个重置数据的方法 reset()。例如，当前用户退出登录，需要把当前用户实例的所有属性重置为默认值，防止数据错误。
不继承自 NSObject
class SingletonClass2 {
static let shared = SingletonClass2()
// Make sure the class has only one instance
// Should not init outside
private init() {}
// Optional
func reset() {
// Reset all properties to default value
}
}
不继承自 NSObject 的类没有 copy()、mutableCopy() 方法，不需要重载。其他同上。
不严格单例模式
把重载的 init() 方法去掉，或者把 private 去掉，即可创建多个实例。如果继承自 NSObject，重载 copy()、mutableCopy() 方法：创建新实例，传递数据给新实例，返回新实例。其他与严格单例模式相同。
不严谨的重置数据方法
如果单例有很多属性，重置数据需要把每个属性都变成默认值，则 reset() 方法要写很多。有一种不严谨的重置数据方法：重新生成一个实例并赋值给持有实例的静态变量。
class SingletonClass3 {
private static var _shared = SingletonClass3()
static var shared: SingletonClass3 {
return _shared
}
private init() {}
// Not safe
// We can obtain more than one instance outside with this function
func reset() {
SingletonClass3._shared = SingletonClass3()
}
}
如果在外部访问单例都通过 shared 属性，这么写不会出错。然而，如果外部持有单例，就有可能出错。
let s = SingletonClass3.shared
s.reset()
print(s === SingletonClass3.shared) // false
以上会输出 false，s 在重置之后，和 SingletonClass3.shared 不是同一个对象。因此，这样的重置数据方法不严谨。还是要老老实实把每个属性赋为默认值。
Objective-C 实现
严格单例模式
.h 文件
@interface SingletonClassOC : NSObject
+ (nonnull instancetype)shared;
+ (instancetype)new NS_UNAVAILABLE;
- (instancetype)init NS_UNAVAILABLE;
- (id)copy NS_UNAVAILABLE;
- (id)mutableCopy NS_UNAVAILABLE;
@end
.m 文件
@implementation SingletonClassOC
+ (nonnull instancetype)shared {
static id _shared;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
_shared = [[self alloc] init];
});
return _shared;
}
// Optional
- (void)reset {
// Reset all properties to default value
}
@end
在 .h 文件中，用 NS_UNAVAILABLE 禁用初始化和拷贝方法，只允许用过 shared 方法访问唯一实例。
静态变量 _shared 持有唯一的实例，通过 shared 方法对外公开。由 dispatch_once 保证 _shared 只初始化一次。方法返回值的 nonnull 表示返回值不为空，这样写方便 Swift 调用。不加 nonnull，shared 方法在 Swift 中的返回值是 optional 类型 (SingletonClassOC?)，不方便使用；加上 nonnull 则为 SingletonClassOC 类型。
如果需要，用 reset 方法重置数据。
不严格单例模式
.h 文件
@interface SingletonClassOC2 : NSObject
+ (nonnull instancetype)shared;
@end
.m 文件
@implementation SingletonClassOC2
+ (nonnull instancetype)shared {
static id _shared;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
_shared = [[self alloc] init];
});
return _shared;
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
SingletonClassOC2 *copiedObject = [[self.class allocWithZone:zone] init];
// Copy data to copiedObject
return copiedObject;
}
- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone {
SingletonClassOC2 *copiedObject = [[self.class allocWithZone:zone] init];
// Copy data to copiedObject
return copiedObject;
}
- (void)reset {
// Reset all properties to default value
}
@end
公开的 shared 方法与严格单例模式相同。外部可以通过 init 方法创建与 _shared 不同的实例。
重载 copyWithZone: 和 mutableCopyWithZone: 方法，在里面创建新实例，传递数据给新实例，返回新实例。外部可以通过 copy 或 mutableCopy 方法复制实例。
SDWebImage 中就用到不严格单例模式
NSObject 的类方法 new 相当于 alloc 和 init 方法。
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