你的位置:首页 > 操作系统

[操作系统]iOS开发之单例模式


iOS开发之单例模式

  在iOS开发中,有很多地方都选择使用单例模式。有很多时候必须要创建一个对象,并且不能创建多个,用单例就为了防止创建多个对象。单例模式的意思就是某一个类有且只有一个实例。单例模式确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。

一、单例模式的三要点:

  1. 该类有且只有一个实例;

  2. 该类必须能够自行创建这个实例;

  3. 该类必须能够自行向整个系统提供这个实例。

 

二、单例模式的优点与缺点:

 1. 内存占用与运行时间

    对比使用单例模式和非单例模式的例子,在内存占用与运行时间存在以下差距:

    (1) 单例模式:单例模式每次获取实例时都会先进行判断,看该实例是否存在——如果存在,则返回;否则,则创建实例。因此,会浪费一些判断的时间。但是,如果一直没有人使用这个实例的话,那么就不会创建实例,节约了内存空间。

    (2) 非单例模式:当类加载的时候就会创建类的实例,不管你是否使用它。然后当每次调用的时候就不需要判断该实例是否存在了,节省了运行的时间。但是如果该实例没有使用的话,就浪费了内存。

 2. 线程的安全性

  (1) 从线程的安全性上来讲,不加同步的单例模式是不安全的。比如,有两个线程,一个是线程A,另外一个是线程B,如果它们同时调用某一个方法,那就可能会导致并发问题。在这种情况下,会创建出两个实例来,也就是单例的控制在并发情况下失效了。

      (2) 非单例模式是线程安全的,因为程序保证只加载一次,在加载的时候不会发生并发情况。

    (3) 单例模式如果要实现线程安全,只需要加上synchronized即可。但是这样一来,就会减低整个程序的访问速度,而且每次都要判断,比较麻烦。

      (4) 双重检查加锁:为了解决(3)的繁琐问题,可以使用“双重检查加锁”的方式来实现,这样,就可以既实现线程安全,又能使得程序性能不受太大的影响。

          (4.1) 双重检查加锁机制——并不是每次进入要调用的方法都需要同步,而是先不同步,等进入了方法之后,先检查实例是否存在,如果不存在才进入下面的同步块,这是第一重检查。当进入同步块后,再次检查实例是否存在,如果不存在,就在同步的情况下创建一个实例,这是第二重检查。这样一来,就只需要同步一次,从而减少了多次在同步情况下进行判断所浪费的时间。

         (4.2) 双重检查加锁机制的实现,会使用一个关键字volatile。它的意思是:被volatile修饰的变量的值,将不会被本地线程缓存,所有对该变量的读写都是直接操作共享内存的,从而确保了多个线程能正确的处理该变量。这种实现方式既可以实现线程安全地创建实例,而又不会对性能造成太大的影响。它只是在第一次创建实例的时候同步,以后就不需要同步了,从而加快了运行速度。

 3. 单例模式会阻止其它对象实例化其自己的对象的副本,从而确保所有对象都访问唯一实例。

 4. 因为单例模式的类控制了实例化的过程,所以类可以更加灵活修改实例化过程。

 

三、iOS中的单例模式

 1. 基本步骤:

    (1) 为单例对象创建一个静态实例,可以写成全局的,也可以在类方法里面实现,并初始化为nil;

    (2) 实现一个实例构造方法,检查上面声明的静态实例是否为nil,如果是,则创建并返回一个本类的实例;

    (3) 重写allocWithZone方法,用来保证其他人直接使用alloc和init试图获得一个新实力的时候不产生一个新实例;

    (4) 适当实现allocWitheZone,copyWithZone,release和autorelease。

 

 1 下面以ImageStore为例子来简述一下如何创建一个单例模式: 2  3 在ImageStore.h文件中,编写代码如下: 4 #import <Foundation/Foundation.h> 5 @interface ImageStore : NSObject 6 { 7   NSMutableDictionary *dictionary; 8 } 9 + (ImageStore*)defaultImageStore;10 - (void)setImage : (UIImage*)image forKey : (NSString*)string;11 - (UIImage*)imageForKey : (NSString*)string;12 - (void)deleteImageForKey : (NSString*)string;13 @end14 15 在ImageStore.m文件中,编写代码如下:16 #import "ImageStore.h"17 static ImageStore *defaultImageStore = nil;18 @implementation ImageStore19 //防止创建另一个该类型的实例20 + (id)allocWithZone:(NSZone *)zone21 {22   return [self defaultImageStore];23 }24 + (ImageStore*)defaultImageStore25 {26   if(!defaultImageStore)27   {28     //创建一个单例29     defaultImageStore = [[super allocWithZone:NULL]init];30   }31         32   return defaultImageStore;33 }34 - (id)init35 {36   if(defaultImageStore)37   {38     return defaultImageStore;39   }40         41   self = [super init];42         43   if(self)44   {45     dictionary = [[NSMutableDictionary alloc]init];46   }47         48   return self;49 }50 - (void)setImage:(UIImage *)image forKey:(NSString *)string51 {52   [dictionary setObject:image forKey:string];53 }54 - (UIImage*)imageForKey:(NSString *)string55 {56   return [dictionary objectForKey:string];57 }58 - (void)deleteImageForKey:(NSString *)string59 {60   if(!string)61   {62     return;63   }64         65   [dictionary removeObjectForKey:string];66 }67 @end