iOS多线程技术—单例模式（ARC）与（MRC)

iOS多线程技术—单例模式（ARC）

一、简单说明：

设计模式：多年软件开发，总结出来的一套经验、方法和工具

java中有23种设计模式，在ios中最常用的是单例模式和代理模式。

二、单例模式说明

（1）单例模式的作用 :可以保证在程序运行过程，一个类只有一个实例，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。

（2）单例模式的使用场合：在整个应用程序中，共享一份资源（这份资源只需要创建初始化1次），应该让这个类创建出来的对象永远只有一个。

（3）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)
 // ARC
#else
// MRC
#endif

（4）在ARC中，单例模式的实现思路

在.m中保留一个全局的static的实例   static id _instance;

1）重写allocWithZone:方法，在这里创建唯一的实例（注意线程安全）

+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{    @synchronized(self) {
        if (!_instance) {
            _instance = [super allocWithZone:zone];
        }
    }
    return _instance;
}

2）提供1个类方法让外界访问唯一的实例

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

3）实现copyWithZone:方法

+ (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
 {
     return _instance;
 }

（5）非ARC中（MRC），单例模式的实现（比ARC多了几个步骤）

实现内存管理方法

- (id)retain { return self; }

- (NSUInteger)retainCount { return 1; }

- (oneway void)release {}

- (id)autorelease { return self; }

三、单例模式（ARC）

1.说明

重写allocWithzone:方法，控制内存分配。因为alloc内部会调用该方法，每次调用allocWithzone:方法，系统都会创建一块新的内存空间。

alloc方法中：永远只分配一次内存

init方法中：保证所有的MP3数据都只加载一次。

2.代码示例

创建一个音频工具类，继承子NSObject类。

在该类中实现以下代码，观察：

 1 //
 2 //  YYAudioTool.m
 3 //  06-单例模式1
 4 //
 5 //  Created by apple on 14-6-25.
 6 //  Copyright (c) 2014年 itcase. All rights reserved.
 7 //
 8
 9 #import "YYAudioTool.h"
10 @interface YYAudioTool ()
11 //用来保存mp3文件
12 @property(nonatomic,strong)NSMutableDictionary *muscis;
13 @end
14 @implementation YYAudioTool
15 //构造方法
16 -(id)init
17 {
18     if (self=[super init]) {
19         //加载所需的音乐资源
20         //....
21 //        self.muscis=[NSMutableDictionary dictionary];
22 //        self.muscis[@"1.mp3"]=1mp3数据；
23 //        self.muscis[@"2.mp3"]=2mp3数据;
24     }
25     return self;
26 }
27
28 //两个方法的调用
29 +(id)alloc
30 {
31     NSLog(@"alloc----");
32     return [super alloc];
33 }
34
35 //控制内存分配,每次调用allocWithzone:方法，系统都会创建一块新的内存空间
36 +(id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
37 {
38     NSLog(@"allocWithZone---");
39     return [super allocWithZone:zone];
40 }
41
42
43
44 @end

在主控制器中，创建工具类对象：

打印结果：

说明：在alloc内部会调用更底层的方法allocWithZone方法分配内存空间，上面的代码创建了四个不同的对象。

3.单例模式：设计思路

（1）永远只分配一块内存来创建对象

（2）提供一个类方法，返回内部唯一的一个变量

（3）最好保证init方法也只初始化一次

代码示例：

创建一个音频工具类，继承子NSObject类。

在该类中按照设计思路实现以下代码：

YYAudioTool.m文件

 1 //
 2 //  YYAudioTool.m
 3 //  06-单例模式1
 4 //
 5 //  Created by apple on 14-6-25.
 6 //  Copyright (c) 2014年 itcase. All rights reserved.
 7 //
 8
 9 #import "YYAudioTool.h"
10 @interface YYAudioTool ()
11 //用来保存mp3文件
12 @property(nonatomic,strong)NSMutableDictionary *muscis;
13 @end
14
15 @implementation YYAudioTool
16 //定义一份变量（整个程序运行过程中，只有一份）
17 static id _instace;
18 //单例模式：设计
19 //（1）永远只分配一块内存来创建对象
20 //（2）提供一个类方法，返回内部唯一的一个变量
21 //（3）最好保证init方法也只初始化一次
22
23 //构造方法
24 -(id)init
25 {
26 //    __block id obj=nil;
27     static id obj=nil;
28     static dispatch_once_t onceToken;
29     dispatch_once(&onceToken, ^{
30         if ((obj=[super init]) != nil) {
31             //加载所需的音乐资源
32             //....
33             //        self.muscis=[NSMutableDictionary dictionary];
34             //        self.muscis[@"1.mp3"]=1mp3数据；
35             //        self.muscis[@"2.mp3"]=2mp3数据;
36         }
37     });
38     self=obj;
39
40     return self;
41 }
42
43
44 //重写该方法，控制内存的分配，永远只分配一次存储空间
45 +(id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
46 {
47
48     //里面的代码只会执行一次
49     static dispatch_once_t onceToken;
50     dispatch_once(&onceToken, ^{
51         _instace=[super allocWithZone:zone];
52     });
53     return _instace;
54 }
55
56 //类方法
57 +(id)sharedAudioTool
58 {
59   //里面的代码永远都只执行一次
60     static dispatch_once_t onceToken;
61     dispatch_once(&onceToken, ^{
62         _instace=[[self alloc]init];
63     });
64     return _instace;
65 }
66
67 +(id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
68 {
69     return _instace;
70 }
71 @end

YYAudioTool.h文件

1 #import <Foundation/Foundation.h>
2
3 @interface YYAudioTool : NSObject
4 //提供一个类方法，返回内部唯一的一个变量
5 +(id)sharedAudioTool;
6 @end

主控制器中创建对象:

 1 //
 2 //  YYViewController.m
 3 //  06-单例模式1
 4 //
 5 //  Created by apple on 14-6-25.
 6 //  Copyright (c) 2014年 itcase. All rights reserved.
 7 //
 8
 9 #import "YYViewController.h"
10 #import "YYAudioTool.h"
11
12 @interface YYViewController ()
13
14 @end
15
16 @implementation YYViewController
17
18 - (void)viewDidLoad
19 {
20     [super viewDidLoad];
21 //    YYAudioTool *tool1=[[YYAudioTool alloc]init];
22 //    YYAudioTool *tool2=[[YYAudioTool alloc]init];
23     YYAudioTool *tool1=[YYAudioTool sharedAudioTool];
24     YYAudioTool *tool2=[YYAudioTool sharedAudioTool];
25     YYAudioTool *tool3=[[YYAudioTool alloc]init];
26     YYAudioTool *tool4=[[YYAudioTool alloc]init];
27     NSLog(@"%p--%p--%p--%p",tool1,tool2,tool3,tool4);
28 }
29
30 @end

观察打印结果：

说明：整个程序中只创建一个对象实例。

4.static补充：

注意：static id instace=nil;和static id instace；instace=nil;的区别

 

 四、非ARC模式下的单例模式

1.说明：把一个项目修改为非ARC的

2.MAC下单例模式代码示例：

新建一个工具类，让该类继承自NSObject。

YYAudioTool.m文件

 1 //
 2 //  YYAudioTool.m
 3 //  06-单例模式1
 4 //
 5 //  Created by apple on 14-6-25.
 6 //  Copyright (c) 2014年 itcase. All rights reserved.
 7 //
 8
 9 #import "YYAudioTool.h"
10 @interface YYAudioTool ()
11 //用来保存mp3文件
12 @property(nonatomic,strong)NSMutableDictionary *muscis;
13 @end
14
15 @implementation YYAudioTool
16 //定义一份变量（整个程序运行过程中，只有一份）
17 static id _instace;
18 //单例模式：设计
19 //（1）永远只分配一块内存来创建对象
20 //（2）提供一个类方法，返回内部唯一的一个变量
21 //（3）最好保证init方法也只初始化一次
22
23 //构造方法
24 -(id)init
25 {
26 //    __block id obj=nil;
27     static id obj=nil;
28     static dispatch_once_t onceToken;
29     dispatch_once(&onceToken, ^{
30         if ((obj=[super init]) != nil) {
31
32         }
33     });
34     self=obj;
35
36     return self;
37 }
38
39
40 //重写该方法，控制内存的分配，永远只分配一次存储空间
41 +(id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
42 {
43
44     //里面的代码只会执行一次
45     static dispatch_once_t onceToken;
46     dispatch_once(&onceToken, ^{
47         _instace=[super allocWithZone:zone];
48     });
49     return _instace;
50 }
51
52 //类方法
53 +(id)sharedAudioTool
54 {
55   //里面的代码永远都只执行一次
56     static dispatch_once_t onceToken;
57     dispatch_once(&onceToken, ^{
58         _instace=[[self alloc]init];
59     });
60     return _instace;
61 }
62
63 //重写release方法
64 //oneway :分布式对象
65 -(oneway void)release
66 {
67 }
68
69 //不管调用哪个方法，返回的都是唯一的实例，所以这里self和instace是一样的
70 -(id)autorelease
71 {
72     return self;
73 }
74
75 -(id)retain
76 {
77     return self;
78 }
79
80 -(NSUInteger)retainCount
81 {
82     return 1;
83 }
84
85 +(id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
86 {
87     return _instace;
88 }
89 @end

YYAudioTool.h文件

 1 //
 2 //  YYAudioTool.h
 3 //  06-单例模式1
 4 //
 5 //  Created by apple on 14-6-25.
 6 //  Copyright (c) 2014年 itcase. All rights reserved.
 7 //
 8
 9 #import <Foundation/Foundation.h>
10
11 @interface YYAudioTool : NSObject
12 //提供一个类方法，返回内部唯一的一个变量
13 +(id)sharedAudioTool;
14 @end

主控制器中创建对象：

 1 //
 2 //  YYViewController.m
 3 //  06-单例模式1
 4 //
 5 //  Created by apple on 14-6-25.
 6 //  Copyright (c) 2014年 itcase. All rights reserved.
 7 //
 8
 9 #import "YYViewController.h"
10 #import "YYAudioTool.h"
11
12 @interface YYViewController ()
13
14 @end
15
16 @implementation YYViewController
17
18 - (void)viewDidLoad
19 {
20     [super viewDidLoad];
21     YYAudioTool *tool1=[YYAudioTool sharedAudioTool];
22     YYAudioTool *tool2=[YYAudioTool sharedAudioTool];
23     YYAudioTool *tool3=[YYAudioTool sharedAudioTool];
24     YYAudioTool *tool4=[[YYAudioTool alloc]init];
25
26     NSLog(@"%p--%p--%p--%p",tool1,tool2,tool3,tool4);
27
28     //对象创建只会，release对象会销毁，无法再创建新的对象（因为单例），所以还需要重写release方法
29     [tool1 release];
30     [tool2 release];
31     [tool3 release];
32     [tool4 release];
33 }
34
35 @end

打印结果：

说明：整个程序过程中，只创建一个对象实例。

 五、把单例代码定义为一个带参数的宏

1.新的困扰

弊端：如果又创建一个新的类，是否又要把文件代码拷贝一份，所以这里可以考虑把固定的代码写成宏。

由于项目中代码经常有移植的需要，要求项目中又有ARC的，又有非ARC的，应该怎么应用单例模式?

不管项目是ARC的还是非ARC的，这个宏都有用。可以先判断编译器的环境，判断当前环境是否是ARC的。

条件编译的使用：

2.使用条件编译，并把单例模式的代码定义为宏。

新建一个.h头文件

　　把代码定义为宏，头文件中的代码如下：

 1 // ## : 连接字符串和参数
 2 #define singleton_h(name) + (instancetype)shared##name;
 3
 4 #if __has_feature(obj_arc)  //如果是ARC
 5 #define singleton_m(name)  6 static id _instance;  7 + (id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone  8 {  9     static dispatch_once_t onceToken; 10     dispatch_once(&onceToken, ^{ 11         _instance = [super allocWithZone:zone]; 12     }); 13     return _instance; 14 } 15 16 + (instancetype)shared##name 17 { 18     static dispatch_once_t onceToken; 19     dispatch_once(&onceToken, ^{ 20         _instance = [[self alloc] init]; 21     }); 22     return _instance; 23 } 24 25 + (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone 26 { 27     return _instance; 28 }
29
30 #else //非ARC
31 #define singleton_m(name) 32 static id _instance; 33 + (id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone 34 { 35     static dispatch_once_t onceToken; 36     dispatch_once(&onceToken, ^{ 37         _instance = [super allocWithZone:zone]; 38     }); 39     return _instance; 40 } 41  42 + (instancetype)shared##name 43 { 44     static dispatch_once_t onceToken; 45     dispatch_once(&onceToken, ^{ 46         _instance = [[self alloc] init]; 47     }); 48     return _instance; 49 } 50  51 - (oneway void)release 52 { 53  54 } 55  56 - (id)autorelease 57 { 58     return _instance; 59 } 60  61 - (id)retain 62 { 63     return _instance; 64 } 65  66 - (NSUInteger)retainCount 67 { 68     return 1; 69 } 70  71 + (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone 72 { 73     return _instance; 74 }
75 #endif

在程序中的应用：

控制器问价代码如下：

 1 #import "YYViewController.h"
 2 #import "YYAudioTool.h"
 3
 4 @interface YYViewController ()
 5
 6 @end
 7
 8 @implementation YYViewController
 9
10 - (void)viewDidLoad
11 {
12     [super viewDidLoad];
13     YYAudioTool *tool1=[YYAudioTool sharedAudioTool];
14
15     //对象创建后，需要考虑
16 //    (1)alloc init
17 //    (2)release
18 //    (3)copy copy内部会调用另外一个方法copywithzone
19 //    (4)autorelease
20 //
21     YYAudioTool *tool2=[YYAudioTool sharedAudioTool];
22     YYAudioTool *tool3=[YYAudioTool sharedAudioTool];
23     NSLog(@"%p---%p---%p",tool1,tool2,tool3);
24     [tool2 release];
25     [tool3 release];
26     [tool1 release];
27
28 }
29
30 @end

工具类的头文件代码如下：

 1 #import "YYViewController.h"
 2 #import "YYAudioTool.h"
 3
 4 @interface YYViewController ()
 5
 6 @end
 7
 8 @implementation YYViewController
 9
10 - (void)viewDidLoad
11 {
12     [super viewDidLoad];
13     YYAudioTool *tool1=[YYAudioTool sharedAudioTool];
14
15     //对象创建后，需要考虑
16 //    (1)alloc init
17 //    (2)release
18 //    (3)copy copy内部会调用另外一个方法copywithzone
19 //    (4)autorelease
20 //
21     YYAudioTool *tool2=[YYAudioTool sharedAudioTool];
22     YYAudioTool *tool3=[YYAudioTool sharedAudioTool];
23     NSLog(@"%p---%p---%p",tool1,tool2,tool3);
24     [tool2 release];
25     [tool3 release];
26     [tool1 release];
27
28 }
29
30 @end

工具类的实现部分代码如下：

 1 //
 2 //  YYAudioTool.h
 3 //  06-单例模式1
 4 //
 5 //  Created by apple on 14-6-25.
 6 //  Copyright (c) 2014年 itcase. All rights reserved.
 7 //
 8
 9 #import <Foundation/Foundation.h>
10 #import "Singleton.h"
11
12 @interface YYAudioTool : NSObject
13 ////提供一个类方法，返回内部唯一的一个变量
14 //+(id)sharedAudioTool;
15 singleton_h(AudioTool)
16 @end

补充说明：如果把代码下载dispatch_once里面，那么它内部默认会进行加锁。

六、补充

问题：ARC和非ARC单例模式的区别？

由于非ARC是进行手动内存管理，所以需要注意下面一个方法，在项目中通常使用宏。

- (id)retain { return self; }

- (NSUInteger)retainCount { return 1; }

- (oneway void)release {}

- (id)autorelease { return self; }

时间： 2024-10-14 12:51:17

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