创建型设计模式 -单例模式

概述

        单例模式,是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中,应用该模式的类一个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例(百度百科)


优缺点

优点: 

    1.在单例模式中,活动的单例只有一个实例,对单例类的所有实例化得到的都是相同的一个实例。这样就 防止其它对象对自己的实例化,确保所有的对象都访问一个实例 

    2.单例模式具有一定的伸缩性,类自己来控制实例化进程,类就在改变实例化进程上有相应的伸缩性。 

    3.提供了对唯一实例的受控访问。 

    4.由于在系统内存中只存在一个对象,因此可以 节约系统资源,当 需要频繁创建和销毁的对象时单例模式无疑可以提高系统的性能。 

    5.允许可变数目的实例。 

    6.避免对共享资源的多重占用。 

缺点: 

    1.不适用于变化的对象,如果同一类型的对象总是要在不同的用例场景发生变化,单例就会引起数据的错误,不能保存彼此的状态。 

    2.由于单利模式中没有抽象层,因此单例类的扩展有很大的困难。 

    3.单例类的职责过重,在一定程度上违背了“单一职责原则”。 

    4.滥用单例将带来一些负面问题,如为了节省资源将数据库连接池对象设计为的单例类,可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出;如果实例化的对象长时间不被利用,系统会认为是垃圾而被回收,这将导致对象状态的丢失。


适用场景: 

单例模式只允许创建一个对象,因此节省内存,加快对象访问速度,因此对象需要被公用的场合适合使用,如多个模块使用同一个数据源连接对象等等。如: 

    1.需要频繁实例化然后销毁的对象。 

    2.创建对象时耗时过多或者耗资源过多,但又经常用到的对象。 

    3.有状态的工具类对象。 

    4.频繁访问数据库或文件的对象。 


 单例模式分类:

饿单例模式(类加载时实例化一个对象给自己的引用),懒单例模式(调用取得实例的方法如getInstance时才会实例化对象)(java中饿单例模式性能优于懒单例模式,c++中一般使用懒单例模式) 


饿单例模式

优点 

    1.线程安全 

    2.在类加载的同时已经创建好一个静态对象,调用时反应速度快 

缺点 

    资源效率不高,可能getInstance()永远不会执行到,但执行该类的其他静态方法或者加载了该类(class.forName),那么这个实例仍然初始化 

懒单例模式

优点: 

    避免了饿汉式的那种在没有用到的情况下创建事例,资源利用率高,不执行getInstance()就不会被实例,可以执行该类的其他静态方法。 

缺点: 

    懒汉式在单个线程中没有问题,但多个线程同事访问的时候就可能同事创建多个实例,而且这多个实例不是同一个对象,虽然后面创建的实例会覆盖先创建的实例,但是还是会存在拿到不同对象的情况。解决这个问题的办法就是加锁synchonized,第一次加载时不够快,多线程使用不必要的同步开销大。 



ios单例模式代码

ios其实单例模式创建大家普遍习惯用GCD 来创建

@interface SingletonPattern : NSObject

+(SingletonPattern *)shareSingletonPatternManager;

-(void)print;

@end

@implementation SingletonPattern

static SingletonPattern * manager = nil;

+(SingletonPattern *)shareSingletonPatternManager{

    static dispatch_once_t onceToken = 0;

    dispatch_once(&onceToken, ^{

        manager = [[SingletonPattern alloc]initSingletonPattern];

    });

    return manager;

}

- (instancetype)initSingletonPattern{

    self = [super init];

    if (self) {


    }

    return self;

}

- (instancetype)init{

    self = [super init];

    if (self) {

        assert(NO);

    }

    return self;

}

-(void)print{

    NSLog(@"单例打印");

}

@end

上述demo 为了防止别人new一个新的对象而不是通过shareSingletonPatternManager 方法创建获取唯一实例,我们重写了系统的-init方法。只要别人通过init方法创建实例,都将崩溃。


其实单例模式ios创建比较简单,用GCD创建并且是线程安全的。

要是自己创建单例,可就要小心线程问题,要加入线程锁。

+(SingletonPatternTwo *)shareSingletonPatternManager{

    @synchronized(self){

        if (!manager) {

            manager = [[SingletonPatternTwo alloc]initSingletonPattern];

        }

    }

    return manager;

}

- (instancetype)initSingletonPattern{

    self = [super init];

    if (self) {


    }

    return self;

}

- (instancetype)init{

    self = [super init];

    if (self) {

        assert(NO);

    }

    return self;

}

上面的两种方法都是懒单例模式。

其实我们也可以实现饿单例模式

我们要借助load方法去实现,不过一般没人这么使用

static SingletonPatternThree * manager = nil;

@implementation SingletonPatternThree

+(void)load{

    static dispatch_once_t onceToken = 0;

    dispatch_once(&onceToken, ^{

        manager = [[SingletonPatternThree alloc]initSingletonPattern];

    });

}

+(SingletonPatternThree *)shareSingletonPatternManager{

    return manager;

}

- (instancetype)initSingletonPattern{

    self = [super init];

    if (self) {


    }

    return self;

}

- (instancetype)init{

    self = [super init];

    if (self) {

        assert(NO);

    }

    return self;

}

@end

其实单例模式相对来说比较简单,大家都会使用。这里不做过多介绍了

源代码地址

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创建性设计模式-原型设计模式

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