iOS小技能： static、extern 存储类的应用（创建共享实例、申明公共方法、全局字符串常量）

公众号iOS逆向

发布于 2022-08-22 11:14:42

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发布于 2022-08-22 11:14:42

文章被收录于专栏：iOS逆向与安全

引言

在 C 语言中，程序内变量或函数的作用域和寿命是由其存储类确定的，比如static、extern。当 static 使得一个特定的文件中的函数和变量全局可见，extern 则使它们对所有文件可见。

使用static结合线程安全模式dispatch_once来创建共享实例，并使用条件编译#if进行ARC、MRC的适配。
使用extern申明公共方法、全局字符串常量

I 使用static结合线程安全模式来创建共享实例

单例对象应该使用线程安全模式来创建共享实例。

+ (instancetype)sharedInstance { 
 static id sharedInstance = nil; 
 static dispatch_once_t onceToken;
 dispatch_once(&onceToken, ^{ sharedInstance = [[self alloc] init]; }); 
 return sharedInstance; 
}

1.1 应用场景

将登陆之后的token信息作为单利对象的属性进行存储
存储一些本次app内存销毁的变量，比如控制接口的请求标志、蓝牙打印机的连接信息。

/**
>登录账号得到的token信息。最好不要作为一个独立的单利对象存储；而是将它作为单例对象的属性userInfo，这样便于切换账号存储token和其他账号信息
*/
@property (strong, nonatomic) UserInfoModel *userInfo;
/**
 控制接口的请求标志
 */
@property (assign, nonatomic) BOOL IsreqGetCurrentSysUsering;

/**
 蓝牙打印机的连接信息
 */
@property(nonatomic,strong)CBPeripheral *SelectPeripheral;

使用案例

https://kunnan.blog.csdn.net/article/details/105202605

1.2 单例模式的基本实现

一个类只有一个对象

/**
 单例模式：一个类只有一个对象
 */
@implementation KNMusicTool
 
extern id _musicTool;//全局变量
/**
 alloc方法内部会调用这个方法
 */
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone{
    NSLog(@"%s",__func__);
    @synchronized(self) {//多线程
        //创建对象的内存空间
        if (nil == _musicTool) {
            _musicTool = [super allocWithZone:zone];
        }
    }
    return _musicTool;
}
 
/** 方便访问单例对象*/
+ (instancetype)sharedMusicTool{
    @synchronized(self) {
        //操作共享资源
        if (nil == _musicTool) {
            _musicTool = [[self alloc]init];
        }
    }
    return _musicTool;
}
 
/**     NSLog(@"%@",[[[HLMusicTool alloc]init] copy]);//Returns the object returned by copyWithZone:.  copyWithZone  遵守协议NSCopying
*/
- (id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone{
    return _musicTool;
}

1.3 单例模式的完善

问题1：extern 对全局变量的引用会在全程序中查找 _musicTool，在其他类引用全局变量，其他类就可以修改全局变量的值，导致单例对象存在被修改的风险。

 extern id _musicTool; //引用全局变量,会在全程序中查找 _musicTool，在其他类引用全局变量，其他类就可以修改全局变量的值，导致单例对象存在被修改的风险。

// 解决方法：static 修饰的全局变量，这样其他类就无法引用

解决办法：使用static进行修饰，作用域仅限于当前的文件。

 static id _musicTool;

问题2: 多次加锁

+ (instancetype)sharedMusicTool{
    @synchronized(self) {
        //操作共享资源
        if (nil == _musicTool) {
            _musicTool = [[self alloc]init];
        }
    }
    return _musicTool;
}

解决：只有在确实需要创建对象的时候，才进行加锁。

    if (nil == _musicTool) {//加锁之前先进行是否满足创建对象的条件

        @synchronized(self) {
            //操作共享资源
            if (nil == _musicTool) {//防止创建多次
                _musicTool = [[self alloc]init];
            }
        }
}

例子：使用static代替extern，加锁之前先进行是否满足创建对象的条件。

/* static 修饰变量：
 
 1）static的局部变量：保证只初始化一次，在程序运行过程中只有一份内容；－－局部变量的生命周期和全局变量类似，但是不能改变作用域
 
 2)static 修饰的全局变量：不允许本类的h文件访问。即作用域仅限于当前的文件
 

*/
 
 static id _musicTool;//全局变量
/**
 alloc方法内部会调用这个方法
 */
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone{
    NSLog(@"%s",__func__);
    if (nil == _musicTool) {
        @synchronized(self) {//多线程
            //创建对象的内存空间
            if (nil == _musicTool) ｛
                _musicTool = [super allocWithZone:zone];
            }
        }
    }
    return _musicTool;
}
/** 方便放回单例对象*/
+ (instancetype)sharedMusicTool{
    if (_musicTool == nil) {//防止频繁加锁
        //加锁
        @synchronized(self) {
            //操作共享资源
            if (nil == _musicTool) {//防止创建多次
                _musicTool = [[self alloc]init];
            }
        }
    }
    return _musicTool;
}
/**     NSLog(@"%@",[[[HLMusicTool alloc]init] copy]);//Returns the object returned by copyWithZone:.  copyWithZone  遵守协议NSCopying
*/
- (id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone{
    return _musicTool;
}

1.4 饿汉式


/*
 ninitailize、load方法的区别：
 initailize、load都是类方法
 当一个类 或者分类被装载进内存时，就会调用一次load方法（当时这个类还不可用）
 当第一次使用这个类时，就会调用一次initailize方法
*/
/**  Invoked whenever a class or category is added to the Objective-C runtime;  因此不存在多线程问题*/
+ (void)load{
    _instance = [[KNSoundTool alloc]init];
    NSLog(@"%s----instance%@",__func__,_instance);
}
//+ (void)initialize{
//    NSLog(@"%s",__func__);
//}
 
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone{
    if (_instance == nil) {
        _instance = [super allocWithZone:zone];
    }
    return _instance;
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone{
    return _instance;
}
+(instancetype)shareSoundTool{
    return _instance;
}

II 使用GCD结合宏来实现单例

使用static结合线程安全模式dispatch_once来创建共享实例，并使用条件编译#if进行ARC、MRC的适配。

缺点：宏定义的代码不好调试

2.1 ARC 环境下的GCD实现单例

/*
GCD 实现单例
*/
static id _dataTool;
+ (instancetype)shareDataTool{
    //GCD
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{//一次性代码
        _dataTool = [[self alloc]init];
    });
    return _dataTool;
}
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _dataTool = [super allocWithZone:zone];
    });
   return _dataTool;
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone{
    return _dataTool;
}

2.2 非ARC的单例模式

release重写，进行阻止单例对象的释放

@implementation HSDataTool
static id _dataTool;
+(instancetype)shareDataTool{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _dataTool = [[HSDataTool alloc]init];
    });
    return _dataTool;
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone{
    return _dataTool;
}
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _dataTool = [super allocWithZone:zone];
        NSLog(@"%s",__func__);
    });
    return _dataTool;
}
 
#pragma mark - MRC环境的适配：重写
/*
 Decrements the receiver’s reference count.
 The receiver is sent a dealloc message when its reference count reaches 0.
 */
- (oneway void)release{
}
- (instancetype)retain{
    return self;
}
- (NSUInteger)retainCount{
    return 1;
}

2.3 GCD和宏来实现单例的具体代码

单例内容


#ifndef HSSingleton_h
#define HSSingleton_h
//头文件的单例内容
#define HSSingletonH(classname) +(instancetype)share##classname
//.m文件的单例代码
#define HSSingletonM(classname) \
static id _instance;\
+(instancetype)share##classname{\
    static dispatch_once_t onceToken;\
    dispatch_once(&onceToken, ^{\
        _instance = [[self alloc]init];\
    });\
    return _instance;\
}\
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone{\
    return _instance;\
}\
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone{\
    static dispatch_once_t onceToken;\
    dispatch_once(&onceToken, ^{\
        _instance = [super allocWithZone:zone];\
    });\
    return _instance;\
}\
- (oneway void)release{\
}\
- (instancetype)retain{\
    return self;\
}\
- (NSUInteger)retainCount{\
    return 1;\
}
#endif /* HSSingleton_h */

2.4 ARC、MRC的适配(条件编译)

//头文件的单例内容
#define HSSingletonH(classname) +(instancetype)share##classname
//.m文件的单例代码
#if __has_feature(objc_arc)
#define HSSingletonM(classname) \
static id _instance;\
+(instancetype)share##classname{\
static dispatch_once_t onceToken;\
dispatch_once(&onceToken, ^{\
_instance = [[self alloc]init];\
});\
return _instance;\
}\
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone{\
return _instance;\
}\
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone{\
static dispatch_once_t onceToken;\
dispatch_once(&onceToken, ^{\
_instance = [super allocWithZone:zone];\
});\
return _instance;\
}
#else
#define HSSingletonM(classname) \
static id _instance;\
+(instancetype)share##classname{\
    static dispatch_once_t onceToken;\
    dispatch_once(&onceToken, ^{\
        _instance = [[self alloc]init];\
    });\
    return _instance;\
}\
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone{\
    return _instance;\
}\
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone{\
    static dispatch_once_t onceToken;\
    dispatch_once(&onceToken, ^{\
        _instance = [super allocWithZone:zone];\
    });\
    return _instance;\
}\
- (oneway void)release{\
}\
- (instancetype)retain{\
    return self;\
}\
- (NSUInteger)retainCount{\
    return 1;\
}\
- (instancetype)autorelease{\
    return self;\
}
#endif

III 使用extern申明公共方法、全局字符串常量

3.1 全局字符串常量

全局的字符串常量代替宏常量，节省内存空间。

https://blog.csdn.net/z929118967/article/details/125203502

应用场景：在声明诸如 userInfo 字典，NSNotification 名称和 NSError 域的时候。

/// The domain for errors originating within `RACCommand`.
extern NSErrorDomain const RACCommandErrorDomain;

typedef NS_ERROR_ENUM(RACCommandErrorDomain, RACCommandError) {
 /// -execute: was invoked while the command was disabled.
 RACCommandErrorNotEnabled = 1,
};

实现方式：在公共头文件里申明一个 extern 的 NSString * const，并在实现文件里定义该 NSString * const：

公共头文件：Consts.h

extern NSString * _Nonnull const KNClientId;//
//key 存储到 NSUserDefaults 里（类型为 NSDictionary<NSString *, NSNumber *> *）

实现文件：定义全局字符串常量


#define KNClientId @""//宏会在编译时，将所有引用宏变量的地方，进行值的替换，造成很多相同的临时字面量，浪费内存
NSString * const KNClientId = @"";// 全局的const常量代替宏常量，节省内存空间。内存只有一份

使用字符串常量来代替宏的使用:

定义const 全局常量 ,保证只在一处定义，多处进行引用。
全局的const常量代替宏常量，节省内存空间（内存只有一份）。

当 static 使得一个特定的文件中的函数和变量全局可见，extern 则使它们对所有文件可见。

3.2 公共方法

应用场景：

仅提供辅助而与具体状态无关的方法：枚举类型转字符、蓝牙连接状态的判断、转换目标经纬度为高德坐标系、是否为海外用户、清除缓存

//TransactionStateMachine.h
extern NSString * NSStringFromTransactionState(TransactionStateENUM state);

//TransactionStateMachine.m
NSString * NSStringFromTransactionState(TransactionState state) {//枚举类型转字符
  switch (state) {
    case TransactionOpened:
      return @"Opened";
    case TransactionPending:
      return @"Pending";
    case TransactionClosed:
      return @"Closed";
    default:
      return nil;
  }
}

法并没有被公开声明，所以你必须要自己声明:

extern uint64_t dispatch_benchmark(size_t count, void (^block)(void));//The dispatch_benchmark function returns the average number of nanoseconds the given block takes to execute.

extern "C" MGCopyAnswer(CFStringRef prop);//可利用MGCopyAnswer(“UniqueDeviceID”)读取设备GUID

转换目标经纬度为高德坐标系

FOUNDATION_EXTERN

#if defined(__cplusplus)
#define FOUNDATION_EXTERN extern "C"
#else
#define FOUNDATION_EXTERN extern
#endif

///AMapLocation CoordinateType
typedef NS_ENUM(NSUInteger, AMapLocationCoordinateType)
{
    AMapLocationCoordinateTypeBaidu = 0,        ///<Baidu
    AMapLocationCoordinateTypeMapBar,           ///<MapBar
    AMapLocationCoordinateTypeMapABC,           ///<MapABC
    AMapLocationCoordinateTypeSoSoMap,          ///<SoSoMap
    AMapLocationCoordinateTypeAliYun,           ///<AliYun
    AMapLocationCoordinateTypeGoogle,           ///<Google
    AMapLocationCoordinateTypeGPS,              ///<GPS
};

/**
 *  @brief 转换目标经纬度为高德坐标系
 *  @param coordinate 待转换的经纬度
 *  @param type       坐标系类型
 *  @return 高德坐标系经纬度
 */
FOUNDATION_EXTERN CLLocationCoordinate2D AMapLocationCoordinateConvert(CLLocationCoordinate2D coordinate, AMapLocationCoordinateType type);


FOUNDATION_EXTERN BOOL AMapLocationDataAvailableForCoordinate(CLLocationCoordinate2D coordinate);

UIRectClip


#ifdef __cplusplus//如果定义了__cplusplus,那么当前源代码被当中C++源代码处理,
#define UIKIT_EXTERN  extern "C" __attribute__((visibility ("default")))
#else//如果没有定义__cplusplus, 那么当前源代码被当作C源代码处理
#define UIKIT_EXTERN         extern __attribute__((visibility ("default")))
#endif
//对指定符号增加visibility(“default”)来导出符号

UIKIT_EXTERN void UIRectClip(CGRect rect);

是否为海外用户

https://blog.csdn.net/z929118967/article/details/120510396 iOS设备限制境外交易(支付交易风险控制)

/**
 * 是否为海外用户...海外用户,SDK内部会屏蔽一些操作 默认为NO.
 * @warning AMapServices初始化之前,设置才能生效
 */
extern BOOL _amapLocationOverseas;

删除数据库文件

//BGFMDBConfig_h
/**
 删除数据库文件
 */
extern BOOL bg_deleteSqlite(NSString*_Nonnull sqliteName);
//BGTool.m
/**
 删除数据库文件
 */
BOOL bg_deleteSqlite(NSString*_Nonnull sqliteName){
    return [BGDB deleteSqlite:sqliteName];
}
//BGDB.m
/**
 删除数据库文件.
 */
+(BOOL)deleteSqlite:(NSString*)sqliteName{
    NSString* filePath = CachePath(([NSString stringWithFormat:@"%@.db",sqliteName]));
    NSFileManager * file_manager = [NSFileManager defaultManager];
    NSError* error;
    if ([file_manager fileExistsAtPath:filePath]) {
        [file_manager removeItemAtPath:filePath error:&error];
    }
    return error==nil;
}

清除缓存

//BGFMDBConfig_h
/**
 清除缓存
 */
extern void bg_cleanCache();
//BGTool.m
/**
 清除缓存
 */
void bg_cleanCache(){
    [[NSCache bg_cache] removeAllObjects];
}

蓝牙连接状态的判断


//QCTPrinterManager.h 
extern BOOL checkisBluetoothConnected();

//QCTPrinterManager.m 
BOOL checkisBluetoothConnected(){
    
    NSLog(@"SelectPeripheral.state %ld", [QCTSession shareQCTSession].SelectPeripheral.state);
    
    switch ([QCTSession shareQCTSession].SelectPeripheral.state) {
        case CBPeripheralStateConnected:
            return YES;
            break;
            
        default:
            return NO;
            break;
    }
    
    
}

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