单例模式(java&iOS)

2022-04-03 04:12:19

O(∩_∩)O
单例:意思就是只有一个实例。单例模式确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。这个类称为单例类,单例模式是最简单的开发模式。

1.单例模式的要点：

显然单例模式的要点有三个:一是某个类只能有一个实例；二是它必须自行创建这个实例；三是它必须自行向整个系统提供这个实例。

2.单例模式的优点：

单例的的有点是可以保证在程序运行过程，一个类只有一个实例，而且该实例易于供外界访问
从而方便地控制了实例个数，并节约系统资源
单例在整个应用程序中，共享一份资源（这份资源只需要创建初始化1次），一般用于工具类。例如：登陆控制器，网络数据请求，音乐播放器等一个工程需要使用多次的控制器或方法。

一 , java中单例的创建

饿汉式

class Singleton{
 //1.先创建静态私有实例
private static final Singleton instance  = new Singleton();
//2.创建静态私有 getter方法
public static Singleton getInstance(){
  return instance;
  }
//3.创建私有构造器
private Singleton(){}
}

注意: 也可以使用不带final关键字的但是不安全通过反射可以修改
// private static Singleton instance = new Singleton();不安全

懒汉式 (线程不安全)
public class Singleton{
//先让单例对象置null
private static Singelton2 instance = null;
//创建静态私有 getter 方法判断单例是否有值如果没有创建单例对象
public static Singelton2 getInstance(){
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
//创建构造器
private Singleton(){}
```
}
```
懒汉式 (线程安全---synchronized关键字线程同步 )
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}

这种写法能够在多线程中很好的工作，而且看起来它也具备很好的lazy loading，但是，遗憾的是，效率很低，绝大多数情况下不需要同步。

如何调用

class SingletonDemo 
  {
   public static void main(String[] args)
  {
   //生成单例并验证
  Singleton s1 = Singleton.getInstance();
  System.out.println(s1);
  Singleton s2 = Singleton.getInstance();
  System.out.println(s2);
  Singleton s3 = Singleton.getInstance();
  System.out.println(s3);
   }
  }

饿汉（变异实质上也是实例化instance）

public class Singleton {  
private Singleton instance = null;  
 static {  
 instance = new Singleton();  
 }  
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {  
return this.instance;  
}  
}

静态内部类(final)
public class Singleton {
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
private Singleton (){}
public static final Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
枚举

<<effective java>>书中提到,建议使用枚举类做单例模式,很安全,即使使用反射也不能创建对象

  public enum Singleton {  
  INSTANCE;  
  public void whateverMethod() {  
   }  
   }

双重校验锁

public class Singleton {  
private volatile static Singleton singleton;  
private Singleton (){}   
public static Singleton getSingleton() {  
if (singleton == null) {  
   synchronized (Singleton.class) {  
  if (singleton == null) {  
       singleton = new Singleton();  
   }  
   }  
 }  
 return singleton;  
 }  
 }

总结
1、如果单例由不同的类装载器装入，那便有可能存在多个单例类的实例。假定不是远端存取，例如一些servlet容器对每个servlet使用完全不同的类装载器，这样的话如果有两个servlet访问一个单例类，它们就都会有各自的实例。
** 2、**如果Singleton实现了java.io.Serializable接口，那么这个类的实例就可能被序列化和复原。不管怎样，如果你序列化一个单例类的对象，接下来复原多个那个对象，那你就会有多个单例类的实例。

修复1

private static Class getClass(String classname)      
      throws ClassNotFoundException {     
ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();     
 
 if(classLoader == null)     
    classLoader = Singleton.class.getClassLoader();     

 return (classLoader.loadClass(classname));     
 }     
 }

修复2

public class Singleton implements java.io.Serializable {     
 public static Singleton INSTANCE = new Singleton();     

protected Singleton() {     
  
 }     
private Object readResolve() {     
       return INSTANCE;     
 }    
 }

二 , iOS单例的创建(OC&swift)

通过GCD一次性代码创建
方式1

创建对象分为申请内存(alloc)、初始化(init)这两个步骤，我们要确保对象的唯一性，因此在第一步这个阶段我们就要拦截它。当我们调用alloc方法时，OC内部会调用allocWithZone这个方法来申请内存，我们覆写这个方法，然后在这个方法中调用sharedDownloader方法返回单例对象，这样就可以达到我们的目的。拷贝对象也是同样的原理，覆写copyWithZone方法，然后在这个方法中调用sharedDownloader方法返回单例对象

  #import "Singleton.h"
  @implementation Singleton
  static Singleton* _instance = nil; 
  +(instancetype) shareInstance
  {
  static dispatch_once_t onceToken ;
  dispatch_once(&onceToken, ^{
    _instance = [[super allocWithZone:NULL] init] ;
  }) ;
 
  return _instance ;
  }

  +(id) allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
  {
  return [Singleton shareInstance] ;
  }

  -(id) copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
  {
  return [Singleton shareInstance] ;
  }

  @end

方式2

#import <Foundation/Foundation.h>  
@interface Instance : NSObject  
+ (instancetype)sharedInstance;  
  @end  

#import "Instance.h"  
@implementation Instance 
static Instance *_sharedInstance = nil;  
 + (instancetype)sharedInstance {  
  static dispatch_once_t onceToken;  
  dispatch_once(&onceToken, ^{  
      _sharedInstance = [[self alloc] init];  
  });  
    
  return _sharedInstance;  
}  

@end

如何调用

#import <Foundation/Foundation.h>  
#import "Instance.h"  
  
int main(int argc, const char * argv[]) {  
    @autoreleasepool {  
        Downloader *obj1 = [Instance  sharedInstance];  
        NSLog(@"obj1 = %@", obj1);  
          
        Downloader *obj2 = [Instance sharedInstance];  
        NSLog(@"obj2 = %@", obj2);  
          
        Downloader *obj3 = [[Instance alloc] init];  
        NSLog(@"obj3 = %@", obj3);  
    }  
      
    return 0;  
}

三 ,swift方式写单例

方式1(推荐使用)

class Singleton {
static let sharedInstance = Singleton()
}

方式2(使用swift翻译OC 极不推荐)

class Singleton {
class var sharedInstance: Singleton {
    struct Static {
        static var onceToken: dispatch_once_t = 0
        static var instance: Singleton? = nil
    }
    dispatch_once(&Static.onceToken) {
        Static.instance = Singleton()
    }
    return Static.instance!
}
}

方式3(全局变量方法)

private let sharedInstance = Singleton()
class Singleton {  
class var sharedInstance: Singleton {     
return  sharedInstance 
      }
}

总结
单例的创建不管是在java中还是在iOS中都是可以用很多种方法来创建,具体的使用哪一种要根据各个写法的优缺点和自己的爱好来选择;并不需要都要掌握.在项目的框架和系统提供的一些框架我们会经常使用单例,单例极大的简化了开发难度.

码农公寓

一 , java中单例的创建

二 , iOS单例的创建(OC&swift)

三 ,swift方式写单例

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