iOS开发——单例的实现、使用与架构
单例在我们开发中是最常用的设计模式，在iOS中也是如此。单例可以保证某个类的实例在程序中是唯一的，便于进行资源和数据的共享。使用的设计原则是单一职责原则。我们来看看在iOS中本身自带的类或者方法哪些使用了单例的模式：
（1）UIAccelerometer类和sharedAccelerometer方法，一般如果方法名中有shared这样的词，就可以认为这是一个可以整个应用程序共享的实例变量，一般是使用了单例。
（2）UIApplication类和sharedApplication方法，我们一般使用该方法来创建全局变量。
（3）NSBundle类和mainBundle方法。
（4）NSFileManager类和defaultManager方法。
（5）NSNotificationCenter类和defaultManager方法。其中NSNotificationCenter也实现了观察者模式。
（6）NSUserDefaults类和defaultUser方法。
示例代码上传至：https://github.com/chenyufeng1991/iOS-Singleton 。
【单例实现】
（1）新建一个普通的类，假设名字为Singleton. 在Singleton.h中声明一个类方法，到时候使用该类方法（注意：一定是类方法，而不是实例方法）可以创建该类的唯一的一个实例：
#import <Foundation/Foundation.h> @class Singleton; @interface Singleton : NSObject // "+" 表示类的方法，由类调用 +(Singleton *)sharedInstance; @end
（2）在Singleton.m中需要实现sharedInstance方法和你其他的业务逻辑：
#import "Singleton.h"
// 用static声明一个类的静态实例；
static Singleton *_sharedInstance = nil;
@implementation Singleton
/**
* 1.使用类方法生成这个类唯一的实例；
*/
+(Singleton *)sharedInstance{
if (!_sharedInstance) {
_sharedInstance =[[self alloc]init];
}
return _sharedInstance;
}
@end
注意：一定要声明一个static的静态变量。以后创建类的唯一实例就使用sharedInstance方法，而不是使用alloc ,init.
（3）我们使用一个简单的demo来演示一下单例：
#import "RootVC.h"
#import "Singleton.h"
@interface RootVC ()
@end
@implementation RootVC
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
[self testSigleTon];
}
-(void)testSigleTon
{
//单例的结果就是，调用类方法，只返回一个共有的对象
/**
* single和single2是同一个对象；
因为返回的数据是一个静态变量，全局唯一；
*/
Singleton *single = [Singleton sharedInstance];
Singleton *single2 = [Singleton sharedInstance];
if (single == single2) {
NSLog(@"single == single2");
}
NSLog(@"single地址：%@",single);
NSLog(@"single2地址：%@",single2);
}
@end
（4）输出结果如下：
。
可以看到，两个对象的内存地址是一样的，表示这两个对象其实是同一个对象，单例也就实现了。这是单例最普遍也是最简单的实现方式，在项目中会经常用到，在不涉及多线程的情况下是完全正确的。但是，我们再多想一想，在多线程开发中，这种实现方式是否安全呢？那么应该如何实现。
【单例架构】
在项目开发中，如果我们像上述实现方法一样，在每个类中都使用这样写一个方法来生成单例，会不会显得很麻烦，很冗余。这样重复在每个类中重复写代码不利于开发与架构，那么我们应该使用什么方法来进行代码抽取呢？解决方案就是使用类别(Category)。关于Category类别的简要介绍，请参考《Objective-C——类别(Category)详解》。具体的实现如下：
（1）新建一个Category，作为对NSObject类的扩展。因为NSObject类是大部分iOS类的基类，如果使用Category为NSObject增加额外方法（shareInstance方法），那么所有继承自NSObject的类都可以使用该方法。我们常用的UIViewController和UIView都是从NSObject继承的，这样就会很方便。
。
（2）类别Category生成以后文件如下：
。
需要在NSObject+Singleton.h头文件中对外暴露一个生成实例的方法，供其他类调用。
#import <Foundation/Foundation.h> @interface NSObject (Singleton) // "+" 表示类的方法，由类调用 + (instancetype)sharedInstance; @end
#import "NSObject+Singleton.h"
@implementation NSObject (Singleton)
//使用可变字典存储每个类的单一实例，键为类名，值为该类的对象；
//声明为静态变量，可以保存上次的值；
static NSMutableDictionary *instanceDict;
id instance;
+ (instancetype)sharedInstance {
@synchronized(self)
{
//初始化字典；
if (instanceDict == nil) {
instanceDict = [[NSMutableDictionary alloc] init];
}
//获取类名；
NSString *className = NSStringFromClass([self class]);
if (className) {
//查找字典中该类的对象,使用类名去进行查找，可以确保一个类只被存储一次；
instance = instanceDict[className];
if (instance == nil) {
//该类的对象还没实例化，就进行初始化，并根据键值对的形式存储；
instance = [[self.class alloc] init];
[instanceDict setValue:instance forKey:className];
}else{
//该类对象已经存储在字典中，直接返回instance即可；
}
}else{
//没有获取类名，所以确保sharedInstance是一个类方法，用类进行调用；
}
return instance;
}
}
@end
（4）单例的category已经写完，下面将要进行测试。我这里的测试方法如下：两个界面之间进行跳转并返回，使用相同的代码生成类对象；同时新建一个Person类和StudentModel类来测试，两个类都分别继承自NSObject，里面没有任何实现，只用来创建对象。别忘了导入头文件#import "NSObject+Singleton.h".
第一个界面ViewController.m实现如下：
#import "ViewController.h"
#import "NSObject+Singleton.h"
#import "Person.h"
#import "StudentModel.h"
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
}
- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated{
[super viewDidAppear:true];
//使用sharedInstance创建类对象；
ViewController *vc1 = [ViewController sharedInstance];
ViewController *vc2 = [ViewController sharedInstance];
NSLog(@"ViewController---vc1地址:%@",vc1);
NSLog(@"ViewController---vc2地址:%@",vc2);
if (vc1 == vc2) {
NSLog(@"ViewController---vc1 == vc2");
}
//循环创建5个Person对象，5个对象都相同；
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Person *per1 = [Person sharedInstance];
NSLog(@"ViewController---per1地址：%@",per1);
}
//使用alloc创建对象，每个对象都是不同的；
for (int i = 0; i < 5; i++) {
StudentModel *stud = [[StudentModel alloc] init];
NSLog(@"ViewController---stud地址：%@",stud);
}
}
@end
第二个界面SecondViewController.m实现如下：
#import "SecondViewController.h"
#import "NSObject+Singleton.h"
#import "Person.h"
#import "StudentModel.h"
#import "ViewController.h"
@interface SecondViewController ()
@end
@implementation SecondViewController
/**
* 在另一个界面中做同样的测试；
*/
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
}
- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated{
[super viewDidAppear:animated];
SecondViewController *secondVc1 = [SecondViewController sharedInstance];
SecondViewController *secondVc2 = [SecondViewController sharedInstance];
NSLog(@"SecondViewController---secondVc1地址:%@",secondVc1);
NSLog(@"SecondViewController---secondVc2地址:%@",secondVc2);
if (secondVc1 == secondVc2) {
NSLog(@"SecondViewController---secondVc1 == secondVc2");
}
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Person *per1 = [Person sharedInstance];
NSLog(@"SecondViewController---per1地址：%@",per1);
}
for (int i = 0; i < 5; i++) {
StudentModel *stud = [[StudentModel alloc] init];
NSLog(@"SecondViewController---stud地址：%@",stud);
}
}
/**
* 返回上一界面，再次生成对象查看；
*
* @param sender <#sender description#>
*/
- (IBAction)back:(id)sender {
[self dismissViewControllerAnimated:true completion:nil];
}
@end
下面分别是三个步骤打印log:启动第一个界面、跳转到第二个界面、返回第一个界面。
启动第一个界面的输出：
。
跳转到第二个界面的输出：
。
再次返回到第一个界面的输出：
总结，通过以上打印输出，使用sharedInstance创建单例后，无论在哪一个界面，每个类的对象是唯一的。而使用alloc创建的对象往往都是不同的。通过以上的设计，就不需要在每一个类中都去实现sharedInstance方法了。
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