[設計模式]之三:單例模式

来源:http://www.cnblogs.com/rossoneri/archive/2016/05/23/5521956.html
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"設計模式系列目錄" 需求情景 還是試想一個情景:現在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。 一般的設計思路是這樣的: 假設這個對話框可以保存一些狀態,比如上次輸入的內容之類的信息,那我們就需要保證這個實例唯一,也就是第一次使用的時候創建一次實例,之後都使用這個實例。 看到這裡, ...


設計模式系列目錄

需求情景

還是試想一個情景:現在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。
一般的設計思路是這樣的:

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

假設這個對話框可以保存一些狀態,比如上次輸入的內容之類的信息,那我們就需要保證這個實例唯一,也就是第一次使用的時候創建一次實例,之後都使用這個實例。

MyPopupView *popup;

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

看到這裡,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需要的實例是否存在。而且例子中邏輯判斷很簡單,真正寫的時候情況也許會更複雜,這也就意味著我每次用它都要寫很多重覆的代碼,而這些代碼僅僅是為了保證這個類只有一個實例。

所以對於這類情形,最好能有一個辦法讓類本身去控制自己只有一個實例,而不是讓調用者每次都操心它。

但是類都有一個構造方法,即使不寫它也會有一個預設的構造方法供外部調用,像Java的話,可以直接將構造方法改為私有,不給外部new出實例。對於Objective-C似乎並不能阻止你alloc一個實例對象,當然這並不是關鍵。下麵才是。

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唯一實例,保證沒有其他實例被創建,並且提供一個訪問該實例的方法。

所以關鍵點就是首先在類中創建一個靜態全局變數,用來保存當前類的實例。然後創建一個獲取該實例的類方法,在該方法中生成實例並保證其唯一即可。

///.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);

通過程式,可以看到,創建了

static MyManager *sharedMyManager = nil;

來保存實例,然後使用

+ (instancetype)sharedManager

訪問實例。

主程式輸出為

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

通過指針地址可以看到,當前類是可以通過alloc創建一個不同實例,但通過sharedManager訪問獲得的實例是相同的,因此屬性也是一致的。

UML類圖

UML

多線程時的單例

在多線程的情況下,上面的程式就無法保證實例的唯一性,多個線程同時訪問MyManager類時,調用獲取實例的方法就會創建出多個實例。
所以就要對代碼加鎖。這個原理就不講了,操作系統都學過的。

+ (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  外部無法構造
}

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

單例模式的好處

  • 可以保證唯一的實例
  • 嚴格控制他人怎樣訪問與何時訪問
  • 方便共用狀態

參考
Singletons in Objective-C


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