iOS設計模式——單例模式

單例模式用於當一個類只能有一個執行個體的時候， 通常情況下這個“單例”代表的是某一個物理裝置比如印表機，或是某種不可以有多個執行個體同時存在的虛擬資源或是系統屬性比如一個程式的某個引擎或是資料。用單例模式加以控制是非常有必要的。

單例模式需要達到的目的

1. 封裝一個共用的資源

2. 提供一個固定的執行個體建立方法

3. 提供一個標準的執行個體提供者

單例模式的建立

本文以建立一個MySingletonClass的單例模式為例。首先，我們需要定義一個類MySingletonClass.

@interface MySingletonClass:NSObject {    }

並且為其添加一個類方法（注意，這裡不是執行個體方法）+(id)sharedInstance;一個基本的實現寫法如下：

static MySingletonClass *sharedCLDelegate = nil;+(MySingletonClass *)sharedInstance{    @synchronized(self) {        if(sharedCLDelegate == nil) {            [[[self class] alloc] init]; //   assignment   not   done   here        }    }    return sharedCLDelegate;}

在上面的代碼中（用到了關鍵字@synchronized是為了保證我們的單例的線程層級的安全，可以適用於多線程模式下。）static變數sharedCLDelegate用於儲存一個單例的指標，並且強制所有對該變數的訪問都必須通過類方法   +(id)sharedInstance，在對
  +(id)sharedInstance第一次調用時候完成執行個體的建立。這裡值得留意一下的是，上面代碼中用的是[[selfclass] alloc]，而不是
[MySingletonClass alloc],一般情況下這兩種寫法產生同樣的效果，但是這裡這樣做是為了更好的利用OOP的性質，[selfclass]可以動態尋找並確定類的類型從而便於實現對該類的子類化。

對執行個體化的控制

為了完全的實現執行個體的單態性，必須通過一定手段來避免執行個體多次被建立。+(id)sharedInstance控制了單例的建立和訪問，但是並不能控制其它地方的代碼通過alloc方法來建立更多的執行個體，因此我們還要重載任何一個涉及到allocation的方法，這些方法包括
  +new, +alloc,+allocWithZone:, -copyWithZone:,
以及 -mutableCopyWithZone: 另外，+(id)sharedInstance也需要稍作修改。

+ (id)hiddenAlloc{    return [super alloc];}+ (id)alloc{    NSLog(@"%@: use +sharedInstance instead of +alloc", [[self class] name]);    return nil;}+ (id)new{    return [self alloc];}+(id)allocWithZone:(NSZone*)zone{    return [self alloc];}-   (id)copyWithZone:(NSZone *)zone{   // -copy inherited from NSObject calls -copyWithZone:    NSLog(@"MySingletonClass: attempt to -copy may be a bug.");    [self retain];    return self;}- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone{    // -mutableCopy inherited from NSObject calls -mutableCopyWithZone:    return [self copyWithZone:zone];}+(id)sharedInstance修改如下：+ (MySingletonClass *)sharedInstance {    @synchronized(self) {        if (sharedCLDelegate == nil)   {            [[[self class] hiddenAlloc] init]; // assignment not done here        }    }    return sharedCLDelegate;}

如果不考慮類的子類化，+hiddenAlloc這個方法可以省略。由於我們是用[selfclass]來實作類別型的動態識別，用[[selfclass]
hiddenAlloc]可以避免調用到被重載過的alloc方法。此外，hiddenAlloc也為可能的子類化提供了一個調用原始alloc方法的機會。上面重載過的alloc方法只是給出一個log資訊並且返回nil。Copying方法裡只是簡單的增加了retain的計數並沒有返回一個新的執行個體。這也正體現了單例模式的性質，因為技術上來講，拷貝一個單例是錯誤的（因為是“單例”）所以在copyWithZone方法中我們給出了一個錯誤資訊，當然也可以扔出一個exception。

單例的銷毀

通常我們在   -(void)applicationWillTerminate:(UIApplication *)application方法中調用如下方法：

+ (void)attemptDealloc{    if ([sharedCLDelegate retainCount] != 1)        return;    [sharedCLDelegate release];    myInstance = nil;}

值得注意的是，上面這個attemptDealloc方法顧名思義，只是試圖釋放掉這個單例。如果retain的計數不為1，說明還有其他地方對該單例發送過retain訊息。考慮到一個單例模式的生存周期是整個程式結束為止。所以，在程式的任何一個地方都沒有必要向這個單例發送retain訊息，即便是對這個單例有引用。而是調用sharedInstance方法來引用這個單例，這樣做是安全的，也是合乎單例模式的技術含義的。

iOS中的單例模式應用

iOS中好幾個類都是採用了單例模式，比如NSApplication， NSFontManager,   NSDocumentController,NSHelpManager, NSNull,NSProcessInfo, NSScriptExecutionContext,   NSUserDefaults.

如果本文有任何錯誤之處，歡迎拍磚指正，共同進步， 謝謝！