iOS之单例模式初探

单例模式可能是设计模式中最简单的形式了，这一模式的意图就是使得类中的一个对象成为系统中的唯一实例。它提供了对类的对象所提供的资源的全局访问点。因此需要用一种只允许生成对象类的唯一实例的机制。下面让我们来看下单例的作用：

• 可以保证的程序运行过程，一个类只有一个示例，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。

单例模式的使用场合

• 类只能有一个实例，并且必须从一个为人数值的访问点对其访问。
• 这个唯一的实例只能通过子类化进行拓展，并且拓展的对象不会破坏客户端代码。

在Objective-C中方法都是公有的，而且OC的语言本身是动态类型的，因此所有类都可以相互发送对方的消息。，并且Cocoa框架使用计数的内存管理方式来维护对象的内存中的生存期。

下面让我们看一下OC当中的单例模式的写法，首先单例模式在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)
#else
//MRC
#endif

单例模式- ARC -方法一

• ARC中单例模式的实现
• 在 .m中保留一个全局的static的实例

 static id _instance;
 //重写allocWithZone:方法，在这里创建唯一的实例(注意线程安全)
 + (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    @synchronized(self) {
        if (_instance == nil) {
            _instance = [super allocWithZone:zone];
        }
    }
    return _instance;
}

• 提供1个类方法让外界访问唯一的实例

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

• 实现copyWithZone:方法

   -(id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone{
   return _instance;
   }
   ```
##### 我们在`sharedInstanceTool`，首先检查类的唯一实例是否已经创建，如果就会创建实例并将其返回。而之所以调用super而不是self，是因为已经在self中重载了基本的对象分配的方法，需要借用父类的功能来帮助处理底层内存的分配。
##### 在`allocWithZone:(struct _NSZone*)zone`方法中，只是返回从`sharedInstanceTool`方法返回的类实例。而同样的在Cocoa框架中调用`allocWithZone:(struct _NSZone*)zone`会分配内存，引用计数会设置为1，然后返回实例。同样的重写`(id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone`方法，也是为了保证不会返回实例的副本，而是返回self.返回同一个实例。

#### 方法二：
```objc
+(instancetype)sharedInstance {
   static WMSingleton *singleton = nil;
   if (! singleton) {
       singleton = [[self alloc] initPrivate];
   }
   return singleton;
}

- (instancetype)init {
   @throw [NSException exceptionWithName:@"这个是个单例"
                                  reason:@"应该这样调用 [WMSingleton sharedInstance]"
                                userInfo:nil];
   return nil;
}
//实现自己真正的私有初始化方法
- (instancetype)initPrivate {
   self  = [super init];
   return self;
}

上面这段代码中将singleton指针声明为静态变量。当某个定义了静态变量的方法返回时，程序不会释放相应的变量。####singleton变量的初始值是nil,当程序第一次执行sharedInstance方法时会创建一个对象，并将新创建的对象的地址赋值给singleton变量。当徐成再次执行sharedInstance方法时，无论多少次singleton变量仍然会指向最初那个创建的对象。因为指向对象的singleton变量是强引用的，并且程序永远不会释放该变量，所以singleton变量指向的对象也不会释放。

线程安全。

上面的实例中我们通过@synchronized来添加了一个互斥锁，以此来保证线程安全。而现在我们开始尝试用线程的方式来实现一个加单的单例。

static WMObject *_instance;

+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [super allocWithZone:zone];
    });
    return _instance;
}

+ (instancetype)sharedInstance
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [[self alloc] init];
    });
    return _instance;
}

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
    return _instance;
}

从上面的代码我们可以看到，实现的思路基本上也是一致的我们在sharedInstanceTool，首先检查类的唯一实例是否已经创建，如果就会创建实例并将其返回。而略有不同的地方就是我们这次通过dispatch_once_t来保证线程的安全性。至于dispatch_once_t的用法这里就一一赘述了，线程的相关教程都会有其相关的描述。

到了这里一个简单的单例模式基本实现完成了，那么我们可以尝试着把它封装到一个宏里，然后方便其以后的调用

创建一个WMSingleton.h

// .h文件
#define WMSingletonH(name) + (instancetype)shared##name;

// .m文件
#define WMSingletonM(name) \
static id _instance; \
 \
+ (instancetype)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:(NSZone *)zone \
{ \
    return _instance; \
}

使用方法

//.h类
//引入这个宏文件
#import "WMSingleton.h"
@interface WMObject : NSObject
WMSingletonH(object)
@end
//.m类

@implementation WMObject
WMSingletonM(Car)
@end

通过上面的演练我们基本上学习了一些基本的单例模式然后在Cocoa Touch框架中同样存在着大量的单例模式让我们来学习，比如UIApplication、UIAccelerometer、以及NSFileManager等等。所以在单例模式的学习上还是依旧的任重道远呀。。。