设计模式之单例模式(3)

单例模式

单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

注意：

• 1、单例类只能有一个实例。
• 2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
• 3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

介绍

意图：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。

如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。

关键代码：构造函数是私有的。

应用实例：

• 1、一个班级只有一个班主任。
• 2、Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。
• 3、一些设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。

优点：

• 1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。
• 2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

使用场景：

• 1、要求生产唯一序列号。
• 2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。
• 3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

注意事项：getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。

实现

我们将创建一个 SingleObject 类。SingleObject 类有它的私有构造函数和本身的一个静态实例。

SingleObject 类提供了一个静态方法，供外界获取它的静态实例。SingletonPatternDemo，我们的演示类使用 SingleObject 类来获取 SingleObject 对象。

单例模式的 UML 图

步骤 1
创建一个 Singleton 类。

@interface Singleton : NSObject
//禁用初始化函数
- (instancetype)init NS_UNAVAILABLE;
//获取唯一可用的对象
+ (id)share;

- (void)showMessage;
@end


@implementation Singleton
+ (id)share{
    static dispatch_once_t onceToken;
    static Singleton *item;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        item = [Singleton new];
    });
    return item;
}
- (void)showMessage{
    NSLog(@"inside showMessage method");
}
@end

步骤 2
从 singleton 类获取唯一的对象。

- (void)testSingle{
    Singleton *t = [Singleton new];
    [t showMessage];
}

步骤 3
执行程序，输出结果：

2019-05-20 15:09:25.143017+0800 test[4761:17582079] inside showMessage method

本文使用的static静态变量和dispatch_once确保变量初始化只有一次，而且是懒加载。
作为iOS开发者，单例模式用得比较多，就不过多讲解了。
优点：系统仅存一份，每个类只有一个。
缺点:常住内存，可扩展性弱，中间没有使用抽象类。
可扩展性可以看抽象工厂的设计思路以及设计模式的6大原则思想
参考资料
runoob