单例的使用--误区分析

上一篇文章中提到，最近在回顾GCD及单例相关的一些知识点，这篇文章，就重点说一下单例的使用过程中需要注意的地方。

首先，咱们分析一下单例的存在意义。

对于某个类来说，其对象以单例的形式存在，目的是为了使整个程序中只有唯一一个实例对象，整个程序中只有一份该对象的内存地址。外界无论有多少次的创建代码，拿到的都只是最初创建的那个实例对象。

然后，咱们重点来看单例的写法。

新建一个person类：

.h文件

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface WSHLPerson : NSObject

+ (instancetype)sharedInstance;

@end

.m文件

@implementation WSHLPerson

static id _instance;

/**
 提供类方法快速创建单例对象
 */
+ (instancetype)sharedInstance {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [[self alloc] init];
    });
    return _instance;
}

/**
 重写allocWithZone方法
 */
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [super allocWithZone:zone];
    });
    return _instance;
}

#pragma mark - NSCopying
/**
 实现NSCopying代理方法
 */
- (nonnull id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone {
    return _instance;
}

@end

上面这段示例代码，就是创建单例的完整过程：

1.申明static实例变量

→

2.重写allocWithZone方法

→

3.给外界提供快速创建单例的类方法

→

4.实现NSCopying协议下的copyWithZone方法。

相信大多数童鞋对于前三步应该都没有上面问题。

一、给实例前面加上static，是为了不被外界访问。如果没有static，那么外界完全可以通过sharedInstance拿到单例对象，万一外界清空了这个单例对象，那么这个单例就永久性的失去意义了，而且还没办法二次创建了，因为创建单例的代码是一次性的(GCD--once)，因此此处必须加上static关键词。

二、重写allocWithZone方法的目的是为了保证单例的唯一性。因为外界可能会不用类方法来创建对象，而是通过常用的alloc方法来创建对象。有些童鞋可能会问：为什么不是重写alloc方法，而是重写allocWithZone方法呢？这是因为alloc方法其实最终还是会调用allocWithZone方法来分配内存，因此，这里不是重写alloc方法，而是重写allocWithZone方法。

三、提供类方法，是为了让外界快速创建单例，因此几乎所有的单例创建都是这样的写法了。

而对于第四步，可能有些童鞋就略显陌生了，会心存疑虑：为什么要实现NSCopying协议下的copyWithZone方法呢？？请看下面分析：

如果外界通过已有对象person，利用copy方法[person copy]来创建另一个对象时，copy方法会再调用copyWithZone方法来创建对象，而如果单例所在的类内部没有实现copyWithZone方法，那么就会发生crash，crash的原因即为：单例内部没有找到copyWithZone方法。

因此，一个完整的单例的写法，其实要将copy方法也考虑在内，应该考虑到外界的各种创建方式。

接下来，咱们就说说在开发过程中使用单例时，几种可能存在的误区。

1.有些童鞋不通过GCD-once(一次性代码)来创建单例，而是通过if条件语句判断实例对象是否为nil来创建。

来看代码：

static id _instance;

+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone {
    if (!_instance) {
        _instance = [super allocWithZone:zone];
    }
    return _instance;
}

+ (instancetype)sharedInstance {
    if (!_instance) {
        _instance = [[self alloc] init];
    }
    return _instance;
}

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
    return _instance;
}

创建单例的过程，并没有使用GCD-once(一次性代码)，而是通过判断静态实例是否已经存在来创建单例。这样的写法，正常看来是没有问题的，但是，还是存在一定的隐患 →→ 多线程的情况。

咱们来具体分析一下：

现在有两项任务，需要运用并发队列 + 异步函数开启两条线程(线程A、线程B)来执行，而线程A与线程B所要执行的任务中都需要用到person单例，此时，如果通过上述代码来获取单例，就会出现隐患了。当线程A来到 allocWithZone 方法时，发现单例是nil，所以，就会准备执行 _instance = [super allocWithZone:zone]，注意，这里说到是“准备要执行”，而正好在这个时候，线程B也来到了 allocWithZone 方法，判断发现单例还是nil，所以，线程B也会开始执行 _instance = [super allocWithZone:zone]，这样一来，就会创建出两个单例对象(二者内存地址不一样)，这就失去了单例存在的意义，进而就会引发一连串类似于数据对应不一致的问题了。。

这样的问题是有可能发生的，而且不好重现，更不好定位问题的症结所在，所以会很头疼。。。。

而通过GCD-once(一次性代码)来创建单例对象，就会避免这样的问题。首先，GCD-once(一次性代码)内部是线程安全的，这就已经排除了隐患，其次，GCD-once作为全局的一次性代码，无论是否为多线程，只要有一条线程已经进入到了GCD-once的内部代码，那么其他线程即便是原本需要执行该代码，也不会执行了。

分析这个误区，一是希望有这种误区的童鞋尽早认清其隐患，二是希望使用单例的童鞋们能对单例的正确写法有更深刻的理解，而不仅仅是停留在copy代码的层面。

2.单例的使用，切不可用继承(某个单例继承自某个单例)。

因为单例的创建代码都是一样的，所以，有些童鞋为了避免多次重复编写创建单例的代码，就想通过继承的方式来省去创建单例的代码。于是，就会在写好一个单例后，让其他单例都继承自这个类。

比如说，文章一开始创建单例的实例代码中，创建了一个WSHLPerson类的单例，此时，又有WSHLChinese和WSHLAmerican两个类也是需要运用单例模式，于是，有些童鞋就会直接让这两个类继承自WSHLPerson，然后在这两个类中什么都不做。因为反正父类中提供了创建单例的 sharedInstance 方法。

下面，咱们就通过实际代码测试，来看一下这样做到底可不可以。

在控制器中引入创建的WSHLChinese和WSHLAmerican这两个类的.h文件，然后在控制器的 touchesBegan 方法中，分别创建WSHLChinese和WSHLAmerican单例对象

然后咱们打印一下这两个单例对象

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    NSLog(@"----%@----",[WSHLChinese sharedInstance]);
    NSLog(@"----%@----",[WSHLAmerican sharedInstance]);
}

得到的结果如下：

2018-12-12 15:23:11.028602+0800 TestGCD[3347:122815] ----<WSHLChinese: 0x604000007b50>----
2018-12-12 15:23:11.029014+0800 TestGCD[3347:122815] ----<WSHLChinese: 0x604000007b50>----

输入结果显示，创建的两个单例都是属于WSHLChinese类。为什么会这样呢？

因为创建单例的代码是通过GCD-once(一次性代码)完成的，整个程序只会执行一次这段代码，因此，由于是创建WSHLChinese单例的代码在前，所以当WSHLChinese这个单例创建完成后，单例(全局的static)已经存在了，那么后续的WSHLAmerican创建单例时，就不会再执行GCD-once代码了，而是直接返回创建好的单例对象了，也就是WSHLChinese单例。同样的，如果将上面两行代码互换位置，先创建WSHLAmerican单例，后创建WSHLChinese单例，那么结果就会是两个单例都是WSHLAmerican类。

因此，在实际开发中使用单例，切勿用继承的方式来省去创建单例的代码。

那么，既然创建单例的代码都是一样的，如何能够做到不重复编写呢？答案：将单例的创建过程封装在一个宏定义里面。

新建一个继承自NSObject的类，将.m文件delete，.h文件中的所有预备代码全部delete。然后定义两个宏，分别对应单例所在类的.h和.m文件中的代码：

/**
.h文件
*/
#define WSHLSingletonH + (instancetype)sharedInstance;

/**
。m文件
*/
#define WSHLSingletonM \
\
static id _instance;\
\
+ (instancetype)sharedInstance {\
static dispatch_once_t onceToken;\
dispatch_once(&onceToken, ^{\
_instance = [[self alloc] init];\
});\
return _instance;\
}\
\
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone {\
static dispatch_once_t onceToken;\
dispatch_once(&onceToken, ^{\
_instance = [super allocWithZone:zone];\
});\
return _instance;\
}\
\
- (nonnull id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone {\
return _instance;\
}

这样的话，以后新建单例，直接在.h、.m文件中加入两个宏就可以了。下面以Car为例，示范一下：

.h文件

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "WSHLSingleton.h"

@interface WSHLCar : NSObject 

WSHLSingletonH

@end

.m文件

#import "WSHLCar.h"

@implementation WSHLCar

WSHLSingletonM

@end

使用这个单例：

NSLog(@"%@",[WSHLCar sharedInstance]);

这样，就解决了重复代码的问题了。

当然了，可能有些童鞋创建单例的方法名不喜欢用通用的 sharedInstance，而是想用 sharedCar、sharedPerson等等，这也很简单，只要在宏定义里面加上个参数即可，这里就不再罗列代码了，有兴趣的童鞋自行搞一下好啦~~

好了，以上就是关于单例的使用自己的一些见解与看法，希望园友们多多指正不正确的地方，共同学习，共同进步。。

posted @ 2018-12-12 16:22 Foundation 阅读(208) 评论(0) 收藏举报

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