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iOS设计模式(02):单例模式

發布時間：2025/7/14 asp.net 31 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 iOS设计模式(02):单例模式小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

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單例模式是一個類在系統中只有一個實例對象。通過全局的一個入口點對這個實例對象進行訪問。在iOS開發中，單例模式是非常有用的一種設計模式。如下圖，是一個簡單的例模式的UML類圖。

“”

什么是單例模式？

單例模式是一個類在系統中只有一個實例對象。通過全局的一個入口點對這個實例對象進行訪問。在iOS開發中，單例模式是非常有用的一種設計模式。如下圖，是一個簡單的例模式的UML類圖。

iOS SDK中也有許多類使用了單例模式，例如，UIApplication：當程序啟動的時候，會調用UIApplicationMain方法，在該方法中，會實例化一個UIApplication對象，之后在程序中的任意地方調用sharedApplication方法都將返回一個與當前應用程序相關的UIApplication實例（UIApplicationMain方法中創建的UIApplication單例）。

什么時候使用單例模式？

在程序中，單例模式經常用于只希望一個類只有一個實例，而不運行一個類還有兩個以上的實例。當然，在iOS SDK中，根據特定的需求，有些類不僅提供了單例訪問的接口，還為開發者提供了實例化一個新的對象接口，例如，NSFileManager可以通過defaultManager方法返回相同的一個NSFileManager對象。如果需要新的一個NSFileManager實例對象，可以通過init方法。

iOS中單例模式的實現

iOS中單例模式的實現方式一般分為兩種：Non-ARC(非ARC)和ARC+GCD。

1.Non-ARC(非ARC)
非ARC的實現方法如下所示：

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.// 獲取一個sharedInstance實例，如果有必要的話，實例化一個
16.+ (BVNonARCSingleton *)sharedInstance {
17.??? if (sharedInstance == nil) {
18.??????? sharedInstance = [[super allocWithZone:NULL] init];
19.??? }
20.?
21.??? return sharedInstance;
22.}
23.?
24.// 當第一次使用這個單例時，會調用這個init方法。
25.- (id)init
26.{
27.??? self = [super init];
28.?
29.??? if (self) {
30.??????? // 通常在這里做一些相關的初始化任務
31.??? }
32.?
33.??? return self;
34.}
35.?
36.// 這個dealloc方法永遠都不會被調用--因為在程序的生命周期內容，該單例一直都存在。（所以該方法可以不用實現）
37.-(void)dealloc
38.{
39.??? [super dealloc];
40.}
41.?
42.// 通過返回當前的sharedInstance實例，就能防止實例化一個新的對象。
43.+ (id)allocWithZone:(NSZone*)zone {
44.??? return [[self sharedInstance] retain];
45.}
46.?
47.// 同樣，不希望生成單例的多個拷貝。
48.- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
49.??? return self;
50.}
51.?
52.// 什么也不做——該單例并不需要一個引用計數（retain counter）
53.- (id)retain {
54.??? return self;
55.}
56.?
57.// 替換掉引用計數——這樣就永遠都不會release這個單例。
58.- (NSUInteger)retainCount {
59.??? return NSUIntegerMax;
60.}
61.?
62.// 該方法是空的——不希望用戶release掉這個對象。
63.- (oneway void)release {
64.?
65.}
66.?
67.//除了返回單例外，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;? // 鎖
17.??? dispatch_once (& onceToken, ^ {???? // 最多調用一次
18.??????? sharedInstance = [[self? alloc] init];
19.??? });
20.??? return? sharedInstance;
21.}
22.?
23.// 當第一次使用這個單例時，會調用這個init方法。
24.- (id)init
25.{
26.??? self = [super init];
27.?
28.??? if (self) {
29.??????? // 通常在這里做一些相關的初始化任務
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.?
?
實際上上面的代碼蘋果官網也有提供：Creating a Singleton Instance，只不過沒有給出頭文件的定義。上面用非ARC實現單例的方法是線程不安全的，如果有多個線程同時調用sharedInstance方法獲取一個實例，而sharedInstance方法需要花費1-2秒鐘的時間，那么BVNonARCSingleton的init方法就可能會被多次調用，也就是不同線程獲得的BVNonARCSingleton有可能不是同一個實例。怎么解決線程的不安全呢？答案是使用@synchronized來創建互斥鎖即可。

1.// 保證在實例化的時候是線程安全的（當然，該方法不能保證該單例中所有方法的調用都是線程安全的）
2.@synchronized (self)
3.{
4.??? if(sharedInstance == nil)
5.??? {
6.??????? sharedInstance = [[super allocWithZone:NULL] init];
7.??? }
8.}
?

通過上面的代碼就能保存線程安全。
1.<span style="font-family: Georgia, 'Times New Roman', 'Bitstream Charter', Times, serif; font-size: 13px; line-height: 19px;">提醒：在iOS中，一般不建議使用非ARC來實現單例模式。更好的方法是使用ARC+GCD來實現。</span>

2.ARC+GCD
通過ARC+GCD的方法來實現單例模式的非常簡單的。下面先來看看具體實現：

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.?
?
在上面的代碼中，調用Grand Central Dispatch (GCD)中的dispatch_once方法就可以確保BVARCSingleton只被實例化一次。并且該方法是線程安全的，我們不用擔心在不同的線程中，會獲得不同的實例。（當然，該方法同樣不能保證該單例中所有方法的調用都是線程安全的）。

當然，在ARC中，不用GCD也是可以做到線程安全的，跟之前非ARC代碼中使用@synchronized一樣，如下代碼：
1.??? // 不使用GCD，通過@synchronized
2.@synchronized (self)
3.{
4.??? if(sharedInstance == nil)
5.??? {
6.??????? sharedInstance = [[self alloc] init];
7.??? }
8.}
?
為了簡化使用ARC+GCD來創建單例，可以定義下面這樣的一個宏：
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; \

實例化的實現方法如下所示：
1.+ (BVARCSingleton *) sharedInstance
2.{
3.??? DEFINE_SHARED_INSTANCE_USING_BLOCK(^{
4.??????? return [[self alloc] init];
5.??? });
6.}

單例的使用

單例的使用方法很簡單，在代碼中的任意位置，如下使用即可：

在BVAppDelegate.m中添加頭文件：
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單例的實現";
4.??? NSLog(@"%@", [BVNonARCSingleton sharedInstance].tempProperty);
5.?
6.??? [BVARCSingleton sharedInstance].tempProperty = @"ARC單例的實現";
7.??? NSLog(@"%@", [BVARCSingleton sharedInstance].tempProperty);
8.?
9.??? return YES;
10.}

運行程序，會在控制臺窗口輸出如下內容：
1.2013-05-09 16:44:07.649 SingletonPattern[5159:c07] 非ARC單例的實現
2.2013-05-09 16:44:33.204 SingletonPattern[5159:c07] ARC單例的實現

代碼實例
本文涉及到的相關實例代碼和PDF歸檔可以到點擊下圖下載：

? ? ? ? ? ??

本文在寫作的時候，參考了許多網上的優秀文章，包括如下：

What Is the Singleton Pattern?（Pro Objective-C Design Patterns for iOS書中對單例模式的介紹）
ios-patterns-singleton（需FQ，是俄文的）
Singletons in Objective-C
Implementing a Singleton in Objective-C / iOS
Grand Central Dispatch (GCD) Reference（dispatch_once的介紹）
使用GCD（來自唐巧的一篇文章，對GCD總結不錯）
Threading Programming Guide（@synchronized關鍵字的介紹）
Cocoa Fundamentals Guide（蘋果官方給的一個非ARC單例實現）

轉載于:https://www.cnblogs.com/zsw-1993/archive/2013/05/11/4880091.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的iOS设计模式(02):单例模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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