单例设计模式

单例工具类的创建
1.利用一次性代码

static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        <#code to be executed once#>
    });

2.不可以通过继承的方式，使子类成为单例。如果继承，会引发如下两个问题
    - 如果先创建父类，那么子类创建出来的对象也永远是父类
    - 如果先创建子类，那么父类创建出来的对象也永远是子类

3.宏定义抽取单例：
方法的声明
方法的实现

用以下方法判断是否是ARC

#if __has_feature(objc_arc)

#else

#endif

// 以后就可以使用interfaceSingleton来替代后面的方法声明

#define interfaceSingleton(name)  +(instancetype)share##name


#if __has_feature(objc_arc)
// ARC
#define implementationSingleton(name)  
+ (instancetype)share##name 
{ 
name *instance = [[self alloc] init]; 
return instance; 
} 
static name *_instance = nil; 
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone 
{ 
static dispatch_once_t onceToken; 
dispatch_once(&onceToken, ^{ 
_instance = [[super allocWithZone:zone] init]; 
}); 
return _instance; 
} 
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone{ 
return _instance; 
} 
- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone 
{ 
return _instance; 
}
#else
// MRC

#define implementationSingleton(name)  
+ (instancetype)share##name 
{ 
name *instance = [[self alloc] init]; 
return instance; 
} 
static name *_instance = nil; 
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone 
{ 
static dispatch_once_t onceToken; 
dispatch_once(&onceToken, ^{ 
_instance = [[super allocWithZone:zone] init]; 
}); 
return _instance; 
} 
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone{ 
return _instance; 
} 
- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone 
{ 
return _instance; 
} 
- (oneway void)release 
{ 
} 
- (instancetype)retain 
{ 
return _instance; 
} 
- (NSUInteger)retainCount 
{ 
return  MAXFLOAT; 
}
#endif

以后如果需要创建单例工具类直接创建一个Singleton.h文件,把上面的代码拷贝到.h文件中。在单例类（拿Person类为例）中导入这个头文件。直接在单例类的.h文件中interfaceSingleton(name)传入参数，.m文件中implementationSingleton(name)传入参数即可。

如下：

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

@interface Person : NSObject

interfaceSingleton(Person);

@end

#import "Person.h"

@implementation Person


implementationSingleton(Person)

@end

创建单例的几种方式

方式一：传统且正规的方法是把一次性代码dispatch_once写到allocWithZone:方法中去，目的是保证allocWithZone:方法只被调用一次，这样一来，凡是通过[[class alloc] init]方法创建的实例，都是指向同一个对象。代码如下：

+ (instancetype)shareInstance
{
    ALYNetworkManager *instance = [[self alloc] init];
    return instance;
}

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

-(id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
    // 需要遵守NSCopying协议
    return _instance;
}

方式二：更加简单的方式是把一次性代码dispatch_once写到获取单例对象的类方法中去。保证只要通过这个类方法获取的对象都是同一个实例。但是因为没有重写allocWithZone:方法，所以如果有开发者在外部直接调用[[class alloc] init]方法获取实例，那么获取的实例和通过类方法获取的实例就不是同一个实例。这样就不能保证实例的全局唯一性。所以，尤其在多人开发中，采用这种方式存在一定的风险性。代码如下：

+ (ALYNetworkManager *)sharedInstance {
    static ALYNetworkManager *instance;
    static dispatch_once_t token;
    dispatch_once(&token, ^{
        instance = [[ALYNetworkManager alloc]init];
    });
    return instance;
}

如下图，可以看到，通过shareInstance类方法获取的实例始终是同一个，而通过[[class alloc] init] 和 shareInstance类方法获取的实例并不是同一个:

方式三：另外，除了使用一次性代码dispatch_once保证多线程情况下获取的仍然是同一个对象，我们还可以使用同步锁的方式达到这个目的，代码如下：

+ (instancetype)shareInstance {
    static ALYNetworkManager *instance = nil;
    instance = [[ALYNetworkManager alloc] init];
   
    return instance;
}

static ALYNetworkManager *_instance = nil;
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone {
    @synchronized (self) {
        if (!_instance) {
            _instance = [super allocWithZone:zone];
        }
    }
    return _instance;
}

验证多线程下获取的是否为同一个实例，如下图：

方式四：当然还可以在单例的全局访问点(类方法)中使用同步锁，其结果和方式二是一样的：外部都不能直接通过调用[[class alloc] init]方法来获取单例，代码如下：

+ (instancetype)shareInstance {
    static ALYNetworkManager *instance = nil;
    @synchronized (self) {
        if (!instance) {
            instance = [[ALYNetworkManager alloc] init];
        }
    }
    return instance;
}

代码地址：https://github.com/nlgb/SingletonDemo