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本學(xué)期開了一門課程叫做《軟件體系結(jié)構(gòu)》，講的主要是設(shè)計(jì)模式的東西，而我在之前也看過設(shè)計(jì)模式的書，正好借此機(jī)會(huì)來整理一下自己所學(xué)到的知識(shí)，因?yàn)樽约涸谧?code>iOS開發(fā)，所以基本上這23種設(shè)計(jì)模式我都通過objective-C來實(shí)現(xiàn)了。此系列文章的類圖都是來自《設(shè)計(jì)模式之禪》，有興趣的同學(xué)可以去買這本書看。
話說，在編碼編到一定的程度以后，由于代碼體系的龐大，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，自然就會(huì)上升到設(shè)計(jì)模式高度，而現(xiàn)在的軟件設(shè)計(jì)又基本都是面向?qū)ο蟮?，所以有了設(shè)計(jì)模式作支持，可以使軟件更加的穩(wěn)定安全，也更易于維護(hù)與拓展。
首先來介紹最常用最簡單的單例模式（Singleton），在以后的文章中再依次介紹其他的模式。
Ensure a class has only one instance, and provide a global point of access to it. (確保某一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，而且自行實(shí)例化并向整個(gè)系統(tǒng)提供這個(gè)實(shí)例。)
單例模式確保在一個(gè)應(yīng)用中只產(chǎn)生一個(gè)實(shí)例，這是很有必要的，因?yàn)樵谖覀冏鲕浖O(shè)計(jì)的時(shí)候，有很多對象都是只需要一個(gè)就可以了，而不需要?jiǎng)?chuàng)建眾多的對象，這樣最顯而易見的就是節(jié)省了內(nèi)存空間。而且避免了這個(gè)類的頻繁的初始化與銷毀。有時(shí)為了實(shí)現(xiàn)某一種功能與操作而創(chuàng)建的類（工具類）往往也不需要多個(gè)對象，使用單例模式再合適不過。再延伸一點(diǎn)，有時(shí)為了節(jié)省內(nèi)存對一個(gè)對象進(jìn)行復(fù)用的話也可以通過單例來實(shí)現(xiàn)，這在手機(jī)軟件的開發(fā)中用得比較多，因?yàn)槭謾C(jī)的內(nèi)存實(shí)在是少得可憐。
正如前面說的，單例模式在內(nèi)存中只有一個(gè)實(shí)例，減少了內(nèi)存開支。特別是一個(gè)對象需要頻繁的創(chuàng)建、銷毀時(shí)，而創(chuàng)建與銷毀的性能有無法優(yōu)化，單例模式的優(yōu)勢就非常明顯。
單例模式只生成一個(gè)實(shí)例，減少了系統(tǒng)性能開銷，當(dāng)一個(gè)對象的產(chǎn)生需要比較多的資源時(shí)，如讀取配置、產(chǎn)生其他依賴對象時(shí)，則可以通過在應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)直接產(chǎn)生一個(gè)單例對象，然后永久駐留內(nèi)存的方式來解決。
單例模式可以避免對資源的多重占用。
單例模式可以在系統(tǒng)設(shè)置全局的訪問點(diǎn)，優(yōu)化和共享資源訪問。
單例模式一般沒有接口，擴(kuò)展很困難，除了修改代碼基本上沒有第二種途徑實(shí)現(xiàn)。
單例模式對測試是不利的。在并行開發(fā)環(huán)境中，如果單例模式?jīng)]有完成，是不能進(jìn)行測試的。
單例模式與單一職責(zé)原則有沖突。
單例模式在iOS開發(fā)中的使用還是蠻多的，許多Foundation、Cocoa和UIKit中的類都實(shí)現(xiàn)了單例模式，比如應(yīng)用程序本身UIApplication、文件操作類NSFileManager、消息中心NSNotificitonCenter等系統(tǒng)都已經(jīng)給我們實(shí)現(xiàn)單例，我們只需要使用就好了。在iOS中使用單例模式要使用類方法，通過類方法返回該類的唯一對象。
我知道的在iOS開發(fā)中實(shí)現(xiàn)單例模式主要有以下三種方式：
該方法是蘋果的官方文檔中寫的一種方式，通過覆蓋NSObject的部分方法實(shí)現(xiàn)，使該類無法alloc、retain、release。這是最麻煩的一種方法，也是最不好的一種方法。
重慶分公司
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static Singleton *instance = nil;
+ (Singleton *)sharedInstance
{
if (instance == nil) {
instance = [[super allocWithZone:NULL] init];
}
return instance;
}
+ (id)allocWithZone:(NSZone *)zone
{
return [[self sharedInstance] retain];
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
return self;
}
- (id)retain
{
return self;
}
- (NSUInteger)retainCount
{
return NSUIntegerMax; //denotes an object that cannot be released
}
- (void)release
{
//do nothing
}
- (id)autorelease
{
return self;
}可以看到這種方式，使用靜態(tài)成員維持了一個(gè)永久存在的對象，而且覆蓋了alloc方法（alloc方法會(huì)調(diào)用allocWithZone:方法），并且也覆蓋了所有與引用技術(shù)有關(guān)的方法，這都使這個(gè)對象不會(huì)被銷毀。這樣看上去基本實(shí)現(xiàn)了我們需要的，但是寫起來麻煩不說，還有很大的一個(gè)問題，那就是多線程問題，如果是在多線程中那么該種方法就不能保證只產(chǎn)生一個(gè)對象了。所以這種方式只是介紹一下，并不推薦使用。
第二種跟第一種差不多，也是通過覆蓋NSObject的方法實(shí)現(xiàn)的，但是它在第一種的基礎(chǔ)上增加了多線程的處理，所以即使在多線程下，該種方法創(chuàng)建的對象也是唯一的。這種方法已經(jīng)有大牛為我們寫好了，全都都是通過C的宏定義#define出來了?，F(xiàn)給出該頭文件的下載地址：
SynthesizeSingleton.h
使用時(shí)也非常方便，該頭文件也已給出使用方法，在這里我在說一下，供那些E文不好的同學(xué)使用。
使用這種方式首先把該頭文件加到我們的項(xiàng)目中，然后直接使用就可以了：
#import#import "SynthesizeSingleton.h" @interface Singleton : NSObject SYNTHESIZE_SINGLETON_FOR_CLASS_HEADER(Singleton); //定義該類的屬性，方法等 @end
@implementation Singleton SYNTHESIZE_SINGLETON_FOR_CLASS(Singleton); //屬性方法的實(shí)現(xiàn) @end
如此一來在使用時(shí)，通過[Singleton sharedInstance]就可以獲得該類的單例對象了。這種方法由于有了這個(gè)頭文件的支持，所以使得使用單例方便多了，而且也避免了多線程的問題。
這是最后一種也是我最推薦的一種。iOS在4.0以后推出了block和GCD，這兩個(gè)特性給iOS開發(fā)帶來的很大的便利，也使開發(fā)變得更加趣味話。那么如何通過GCD+block來實(shí)現(xiàn)單例模式呢，這主要?dú)w功于dispatch_once(dispatch_once_t *predicate, ^(void)block)這個(gè)GCD的函數(shù)，他有兩個(gè)參數(shù)第一參數(shù)是一個(gè)指向dispatch_once_t類型結(jié)構(gòu)體的指針，用來測試block是否執(zhí)行完成，該指針?biāo)赶虻慕Y(jié)構(gòu)體必須是全局的或者靜態(tài)的，第二個(gè)參數(shù)是一個(gè)返回值與參數(shù)均為空的block，在block體中進(jìn)行對象的初始化即可。dispatch_once在程序的生命周期中保證只會(huì)被調(diào)用一次，所以在多線程中也不會(huì)有問題。該種方法使用方法：
+ (Singleton *)sharedInstance
{
static Singleton *instance = nil;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
instance = [[Singleton alloc]init];
});
return instance;
}使用該種方法只需要這簡單的幾句代碼就可以實(shí)現(xiàn)單例了。使用起來非常方便，但是這種創(chuàng)建單例的方法也不是完美的，它并不能阻止人們通過alloc方法來實(shí)例化一個(gè)對象，所以這并不是嚴(yán)格意義上的單例模式，但是一般程序都是我們自己寫，我們自己記得就好了，這也沒什么可擔(dān)心的，從這一點(diǎn)上來說第二種方法又是比較好的，具體使用的時(shí)候呢，根據(jù)實(shí)際情況來吧，各取所需就好了。
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