面向对象设计的设计模式（四）：单例模式
面向对象设计的设计模式（四）：单例模式
用户2932962
发布于 2019-01-09 10:48:57
发布于 2019-01-09 10:48:57
定义
单例模式(Singleton Pattern)：单例模式确保某一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全剧访问点。
适用场景
系统只需要一个实例对象，客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点，除了该公共访问点，不能通过其他途径访问该实例。比较典型的例子是音乐播放器，日志系统类等等。
成员与类图
成员
单例模式只有一个成员，就是单例类。因为只有一个成员，所以该设计模式的类图比较简单：
模式类图
单例模式类图
一般来说单例类会给外部提供一个获取单例对象的方法，内部会用静态对象的方式保存这个对象。
代码示例
场景概述
在这里我们创建一个简单的打印日至或上报日至的日至管理单例。
场景分析
在创建单例时，除了要保证提供唯一实例对象以外，还需注意多线程的问题。下面用代码来看一下。
代码实现
创建单例类 LogManager
//================== LogManager.h ==================
@interface LogManager : NSObject
+(instancetype)sharedInstance;
- (void)printLog:(NSString *)logMessage;
- (void)uploadLog:(NSString *)logMessage;
@end
//================== LogManager.m ==================
@implementation LogManager
static LogManager* _sharedInstance = nil;
+(instancetype)sharedInstance
{
static dispatch_once_t onceToken ;
dispatch_once(&onceToken, ^{
_sharedInstance = [[super allocWithZone:NULL] init] ;
}) ;
return _sharedInstance ;
}
+(id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
return [LogManager sharedInstance] ;
}
-(id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
return [LogManager sharedInstance];
}
-(id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone
{
return [LogManager sharedInstance];
}
- (void)printLog:(NSString *)logMessage{
//print logMessage
}
- (void)uploadLog:(NSString *)logMessage{
//upload logMessage
}
@end从上面的代码中可以看到：
sharedInstance方法是向外部提供的获取唯一的实例对象的方法，也是该类中的其他可以创建对象的方法的都调用的方法。在这个方法内部使用了dispatch_once函数来避免多线程访问导致创建多个实例的情况。- 为了在
alloc init出初始化方法可以返回同一个实例对象，在allocWithZone:方法里面仍然调用了sharedInstance方法。 - 而且为了在
copy和mutableCopy方法也可以返回同一个实例对象，在copyWithZone:与mutableCopyWithZone也是调用了sharedInstance方法。
下面分别用这些接口来验证一下实例的唯一性：
//================== Using by client ==================
//alloc&init
LogManager *manager0 = [[LogManager alloc] init];
//sharedInstance
LogManager *manager1 = [LogManager sharedInstance];
//copy
LogManager *manager2 = [manager0 copy];
//mutableCopy
LogManager *manager3 = [manager1 mutableCopy];
NSLog(@"\nalloc&init: %p\nsharedInstance: %p\ncopy: %p\nmutableCopy: %p",manager0,manager1,manager2,manager3);我们看一下打印出来的四个指针所指向对象的地址：
alloc&init: 0x60000000f7e0
sharedInstance: 0x60000000f7e0
copy: 0x60000000f7e0
mutableCopy: 0x60000000f7e0可以看出打印出来的地址都相同，说明都是同一对象，证明了实现方法的正确性。
下面我们看一下该例子对应的 UML类图，可以更直观地看一下各个成员之间的关系：
代码对应的类图
单例模式代码示例类图
优点
- 提供了对唯一实例的受控访问。因为单例类封装了它的唯一实例，所以它可以严格控制客户怎样以及何时访问它。
- 因为该类在系统内存中只存在一个对象，所以可以节约系统资源。
缺点
- 由于单例模式中没有抽象层，因此单例类很难进行扩展。
- 对于有垃圾回收系统的语言（Java，C#）来说，如果对象长时间不被利用，则可能会被回收。那么如果这个单例持有一些数据的话，在回收后重新实例化时就不复存在了。
iOS SDK 和 JDK 中的应用
- 在Objective-C语言中使用单例模式的类有
NSUserDefaults（key-value持久化）和UIApplication类（代表应用程序，可以处理一些点击事件等）。 - 在JDK中使用的单例模式的类有
Runtime类（代表应用程序的运行环境，使应用程序能够与其运行的环境相连接）；Desktop类（允许 Java 应用程序启动已在本机桌面上注册的关联应用程序）
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原始发表：2018-12-22，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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