[設計模式]之三:單例模式

設計模式系列目錄

需求情景

仍是試想一個情景：如今有一個自定義對話框。當主界面上的按鈕被點擊後，彈出對話框。
通常的設計思路是這樣的：

- (void)onBtnClicked {
    MyPopupView *popup = [[MyPopupView alloc] init];
    [self.view addSubview: popup];
    [popup show];
}

假設這個對話框能夠保存一些狀態，好比上次輸入的內容之類的信息，那咱們就須要保證這個實例惟一，也就是第一次使用的時候建立一次實例，以後都使用這個實例。

MyPopupView *popup;

- (void)onBtnClicked {
    if (nil == popup) {
        popup = [[MyPopupView alloc] init];
        [self.view addSubview: popup];
    }
    [popup show];
}

看到這裏，應該就能發現，對於這個自定義的對話框，我每次調用的時候都要去判斷我須要的實例是否存在。並且例子中邏輯判斷很簡單，真正寫的時候狀況也許會更復雜，這也就意味着我每次用它都要寫不少重複的代碼，而這些代碼僅僅是爲了保證這個類只有一個實例。

因此對於這類情形，最好能有一個辦法讓類自己去控制本身只有一個實例，而不是讓調用者每次都操心它。

可是類都有一個構造方法，即便不寫它也會有一個默認的構造方法供外部調用，像Java的話，能夠直接將構造方法改成私有，不給外部new出實例。對於Objective-C彷佛並不能阻止你alloc一個實例對象，固然這並非關鍵。下面纔是。

單例模式

單例模式，保證一個類僅有一個實例，並提供一個訪問它的全局訪問點

也就是說讓類自身來負責保存它的惟一實例，保證沒有其餘實例被建立，而且提供一個訪問該實例的方法。

因此關鍵點就是首先在類中建立一個靜態全局變量，用來保存當前類的實例。而後建立一個獲取該實例的類方法，在該方法中生成實例並保證其惟一便可。

///.h
@interface MyManager : NSObject {
  NSString *someProperty;
}

@property (nonatomic, retain) NSString *someProperty;

+ (instancetype)sharedManager;

@end
///.m
@implementation MyManager

@synthesize someProperty;

+ (instancetype)sharedManager {
  static MyManager *sharedMyManager = nil;
  if (nil == sharedMyManager)
    sharedMyManager = [[self alloc] init];
  return sharedMyManager;
}

- (instancetype)init {
  if (self = [super init]) {
    someProperty = @"Default Property Value";
  }
  return self;
}
@end
///main
MyManager *manager1 = [[MyManager alloc] init];
MyManager *manager2 = [MyManager sharedManager];
MyManager *manager3 = [MyManager sharedManager];
NSLog(@"manager1 %p", manager1);
NSLog(@"manager2 %p", manager2);
NSLog(@"manager3 %p", manager3);
NSLog(@"Instance property: %@", manager2.someProperty);
manager2.someProperty = @"Changed By manager2";
NSLog(@"Instance property: %@", manager3.someProperty);

經過程序，能夠看到，建立了

static MyManager *sharedMyManager = nil;

來保存實例，而後使用

+ (instancetype)sharedManager

訪問實例。

主程序輸出爲

manager1 0x100300080
manager2 0x1003000b0
manager3 0x1003000b0
Instance property: Default Property Value
Instance property: Changed By manager2

經過指針地址能夠看到，當前類是能夠經過alloc建立一個不一樣實例，但經過sharedManager訪問得到的實例是相同的，所以屬性也是一致的。

UML類圖

多線程時的單例

在多線程的狀況下，上面的程序就沒法保證明例的惟一性，多個線程同時訪問MyManager類時，調用獲取實例的方法就會建立出多個實例。
因此就要對代碼加鎖。這個原理就不講了，操做系統都學過的。

+ (instancetype)sharedManager {
  static MyManager *sharedMyManager = nil;
  //使用GCD
  static dispatch_once_t onceToken;
  dispatch_once(&onceToken, ^{
    sharedMyManager = [[self alloc] init];
  });
  //非GCD
  @synchronized(self) {
    if (nil == sharedMyManager)
      sharedMyManager = [[self alloc] init];
  }
    return sharedMyManager;
}

Swift版本

class MyManager {
    static private var onceToken: dispatch_once_t = 0
    static private var sharedMyManager: MyManager? = nil
    static func sharedMyManager() -> MyManager {
        dispatch_once(&onceToken) {
            sharedMyManager = MyManager()
        }
        return sharedMyManager!
    }
    private init() {} //私有化構造方法  外部沒法構造
}

let single1 = MyManager.sharedMyManager()
let single2 = MyManager.sharedMyManager()
unsafeAddressOf(single1)
unsafeAddressOf(single2)

單例模式的好處

• 能夠保證惟一的實例
• 嚴格控制他人怎樣訪問與什麼時候訪問
• 方便共享狀態

參考
Singletons in Objective-C