单例的实现

本文详细介绍了在MRC和ARC环境下如何实现单例设计模式,包括基本步骤、宏定义以及多线程环境下的注意事项。通过实例代码演示了如何确保在不同情况下创建唯一的对象实例。

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1.    MRC中实现单例

创建单例设计模式的基本步骤

1> 声明一个单例对象的静态实例,并初始化为nil。

2> 创建一个类的类工厂方法,当且仅当这个类的实例为nil时生成一个该类的实例

3> 实现NScopying协议, 覆盖allocWithZone:方法,确保用户在直接分配和初始化对象时,不会产生另一个对象。

4> 覆盖release、autorelease、retain、retainCount方法, 以此确保单例的状态。

1>    在多线程的环境中,注意使用@synchronized关键字或GCD,确保静态实例被正确的创建和初始化。

2> // 单例的方法 解决资源抢夺问题

+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone

{

    static dispatch_once_t onceToken;

    dispatch_once(&onceToken, ^{

        _instance = [super allocWithZone:zone];

    });

 

    return _instance;

}

3>    单例创建的时候,提供shared或者类方法



以下为ARC和MRC中实现单例方法的宏定义



// 帮助实现单例设计模式


// .h文件的实现

#define SingletonH(methodName) + (instancetype)shared##methodName;


// .m文件的实现

#if __has_feature(objc_arc) // ARC

#define SingletonM(methodName) \

static id _instace = nil; \

+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone \

{ \

if (_instace == nil) { \

static dispatch_once_t onceToken; \

dispatch_once(&onceToken, ^{ \

_instace = [super allocWithZone:zone]; \

}); \

} \

return _instace; \

} \

\

- (id)init \

{ \

static dispatch_once_t onceToken; \

dispatch_once(&onceToken, ^{ \

_instace = [super init]; \

}); \

return _instace; \

} \

\

+ (instancetype)shared##methodName \

{ \

return [[self alloc] init]; \

} \

+ (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone \

{ \

return _instace; \

} \

\

+ (id)mutableCopyWithZone:(struct _NSZone *)zone \

{ \

return _instace; \

}


#else // 不是ARC


#define SingletonM(methodName) \

static id _instace = nil; \

+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone \

{ \

if (_instace == nil) { \

static dispatch_once_t onceToken; \

dispatch_once(&onceToken, ^{ \

_instace = [super allocWithZone:zone]; \

}); \

} \

return _instace; \

} \

\

- (id)init \

{ \

static dispatch_once_t onceToken; \

dispatch_once(&onceToken, ^{ \

_instace = [super init]; \

}); \

return _instace; \

} \

\

+ (instancetype)shared##methodName \

{ \

return [[self alloc] init]; \

} \

\

- (oneway void)release \

{ \

\

} \

\

- (id)retain \

{ \

return self; \

} \

\

- (NSUInteger)retainCount \

{ \

return 1; \

} \

+ (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone \

{ \

    return _instace; \

} \

 \

+ (id)mutableCopyWithZone:(struct _NSZone *)zone \

{ \

    return _instace; \

}


#endif

### 模式的实现 模式是一种常见的设计模式,用于确保一个类只有一个实并提供全局访问点。以下是几种主流的 Java 中实现模式的方法。 #### 1. 枚举方式 枚举类型的模式是最推荐的一种实现方式,因为它不仅简洁明了,还能够天然地抵抗反射和序列化的攻击[^2]。 ```java public enum Singleton { INSTANCE; public void someServiceMethod() { System.out.println("Performing a service"); } } ``` 这种实现方式的优点在于:JVM 自动保证线程安全性和唯一性;同时,由于枚举类型的设计特点,即使通过反序列化或反射也无法破坏结构[^3]。 #### 2. 饿汉式(Eager Initialization) 饿汉式的模式会在类加载时立即创建实,因此不存在多线程问题[^5]。 ```java public class Singleton { private static final Singleton instance = new Singleton(); private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { return instance; } } ``` 尽管这种方法简高效,但它可能造成资源浪费,因为在某些情况下,该实可能从未被使用过。 #### 3. 懒汉式(Lazy Initialization with Synchronization) 懒汉式延迟了实的创建过程,但在多线程环境下需要额外处理同步问题。 ```java public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} public static synchronized Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } } ``` 虽然此方法解决了资源浪费的问题,但由于每次调用 `getInstance()` 方法都需要加锁,性能会受到影响。 #### 4. 双重检查锁定(Double-Checked Locking) 双重检查锁定优化了懒汉式的效率问题,减少了不必要的同步操作。 ```java public class Singleton { private volatile static Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { // 第一次检查 synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { // 第二次检查 instance = new Singleton(); } } } return instance; } } ``` `volatile` 关键字的作用是防止指令重排序带来的潜在问题,从而确保线程安全性。 #### 5. 静态内部类(Static Inner Class) 静态内部类实现了延迟加载的同时保持了线程安全的特点。 ```java public class Singleton { private Singleton() {} private static class SingletonHolder { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } public static Singleton getInstance() { return SingletonHolder.INSTANCE; } } ``` 在这种实现中,外部类 `Singleton` 不会被主动加载,只有当第一次调用 `getInstance()` 方法时才会触发内部类的加载,进而创建实。 --- ### 总结 以上介绍了五种不同的模式实现方式,每种都有其适用场景和优缺点。其中,**枚举方式**因其简洁、安全以及抗攻击性强而成为首选方案。
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