单例模式作用
- 可以保证在程序运行过程中，一个类只有一个实例，而且该实例易于供外界使用
- 从而方便地控制了实例个数，并节约系统资源
单例模式使用场合
- 在整个引用程序中，共享一份资源（这份资源只需要创建初始化1次，只分配一次存储空间）
- 例如：背景音乐，音频调节器等
单例的简单使用
- 使用单例的目的就是为了要在程序运行过程中，共享一份资源，且这份资源只会初始化一次，只分配一次存储空间，节约系统资源；先来看一下平时我们创建对象时，内存地址的变化情况：
创建对象内存分配地址演示
1.这里用SJTools这个类来演示
// 创建SJTools类
SJTools *tool1 = [[SJTools alloc] init];
SJTools *tool2 = [SJTools new];
SJTools *tool3 = [[SJTools alloc] init];
NSLog(@"\ntool1%@:\ntool2%@:\ntool3%@:",tool1, tool2, tool3);
执行结果：从打印的内存地址可以看出——每次创建同一个类，都会分配新的内存地址，这在某些场合是没有必要的（比如播放音乐，一般我们不会有在同一个播放器同时播放多首歌的情况出现），而且系统的资源是有限的，特别是移动设备，所以前辈们总结出新的模式——单例
单例创建演示
1.这里依旧使用SJTools这个类演示
- 现在我们的目的是类无论创建多少次，都
只分配一次存储空间，而分配存储空间的操作是在alloc:中执行，所以我们要重写类中的alloc:类方法 - 那么我们通过以下几种思路来实现单例
+ (instancetype)alloc
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
在重写alloc:过程中，我们发现有个allocWithZone:方法,这个和alloc:方法有什么区别呢？——其实，alloc:方法内部最终会去调用allocWithZone:方法来分配存储空间，所以为了能更深层控制，我们放弃重写alloc:方法，直接重写allocWithZone:方法。
思路一（ARC模式下单例模式的实现）
1.因为是类方法，且不想外面获取到这个变量，所以我们先定义一个静态变量
// 声明一个静态变量（不然外界获取到）
static SJTools *_instance;
1.2 重写allocWithZone:方法
1.2.1 第一种方式 —— 懒加载
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
// 考虑到使用时可能在多条线程同时执行此方法任务，那么就可能引发线程安全问题，所以我们需要对线程进行加锁操作
@synchronized(self) {
if (_instance == nil) { // 如果为nil就执行以下操作
_instance = [super allocWithZone:zone];
}
}
return _instance;
}
1.2.2 第二种方式 —— GCD一次性代码
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
// 我们也可以使用GCD提供给我们的一次性代码函数来实现，因为它本身就是线程安全的
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
_instance = [super allocWithZone:zone];
});
return _instance;
}
到这里，简单的单例就实现了，但是还有一些问题需要解决，先不管，先Run来试一下是不是管用
执行结果：从结果可以看出，确实所有创建的操作只分配了一次内存
- 为了让我们的单例严谨一点，我们还要考虑copy这种情况，所以我们还要重写copy和mutableCopy
1.1 要重写copy和mutableCopy方法，必须先遵守协议
@interface SJTools()<NSCopying, NSMutableCopying>
1.2 重写copy和mutableCopy方法
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
// 直接返回变量即可，因为只有创建了对象，才能使用copy方法
return _instance;
}
- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone
{
return _instance;
}
- 为了供外界方便访问，我们还需要提供相应的调用方法，一般我们会提供给外界一个类方法供外界使用，这也牵扯到命名的问题，怎样命名才规范，这里顺便提一下
- 一般常见的命名形式有这几种 —— share 、share + 类名 、default、default + 类名
- 优点：
- 减少沟通成本
- 方便外界访问
- 优点：
- 一般常见的命名形式有这几种 —— share 、share + 类名 、default、default + 类名
1.在.h文件中声明
/**
* 获取单例对象
*/
+ (instancetype)shareSJTools;
2.在.m文件中实现
+ (instancetype)shareSJTools
{
// 返回实例对象
return [[self alloc] init];
}
- 到这来我们的单例模式就实现了，但是上面的方式在MRC环境下就不好用了，那有没有同时在ARC和MRC中都可使用的方法呢？下面我们就来解决这样的问题。
思路二（MRC下单例模式的实现）
首先，需要MRC的环境，需要先修改一下XCode配置
接下来需要修改下前面创建对象的代码，让其符合MRC规则,并运行
// 创建SJTools类
SJTools *tool1 = [[SJTools alloc] init];
[tool1 release];
SJTools *tool2 = [SJTools new];
[tool2 release];
SJTools *tool3 = [[SJTools alloc] init];
[tool3 release];
NSLog(@"\ntool1%@:\ntool2%@:\ntool3%@:",tool1, tool2, tool3);
执行结果：编译器提示我们消息发送给已经释放的对象，这是因为我们在创建对象后，对其进行了release操作，这样对象的计数器为0，系统就将会其释放，所以在设计单例时我们还需要考虑MRC的环境。
- 因为单例的生命周期是从被创建的那一刻起，到程序运行结束，也就是说，我们可以不用理会MRC中的规则，但是又不想破坏使用者的使用习惯，那么我们可以在类中重写
retain，release，retainCount方法，使其不受外界影响。
- (oneway void)release
{
// 因为我们不理会MRC规则，所以在release方法中可以什么都不做
}
- (instancetype)retain
{
// 因为retain方法要求返回一个instancetype返回值，我们直接返回变量
return _instance;
}
- (NSUInteger)retainCount
{
// 在之前的一些早期的MRC项目中发现，单例中普遍会直接给retaiCount一个MAXFLOAT作为返回值，这样做应该是为了让外界认为这个类是单例，进一步减少沟通成本
return MAXFLOAT;
}
执行结果：这样程序就能正常运行了
为了让单例在ARC和MRC模式下都能愉快使用，我们可以使用宏来判断当前系统环境，并做出对应处理
#ifdef __has_feature(objc_arc)
// ARC环境
#else
// MRC环境
- (oneway void)release
{
// 因为我们不理会MRC规则，所以在release方法中可以什么都不做
}
- (instancetype)retain
{
// 因为retain方法要求返回一个instancetype返回值，我们直接返回变量
return _instance;
}
- (NSUInteger)retainCount
{
// 在之前的一些早期的MRC项目中发现，单例中普遍会直接给retaiCount一个MAXFLOAT作为返回值，这样做应该是为了让外界认为这个类是单例，进一步减少沟通成本
return MAXFLOAT;
}
#endif
到此，我们的单例就可以欢快地使用了。
单例模式使用注意
- 单例是不可继承的，我们可以来演示一下
首先，新建一个SJNewTools类，并让他继承SJTools，然后打印一下创建SJTools对象和SJNewTools对象后的内存地址
// 创建SJTools类
SJTools *tool1 = [SJTools shareSJTools];
// 创建SJNewTools类
SJNewTools *newTool1 = [SJNewTools shareSJTools];
NSLog(@"\ntool1%@:\nnewTool1%@:\n",tool1, newTool1);
执行结果：打印出来的内存地址是相同的，而且他们的真实类型都是SJTools
为什么会这样？
其实是因为alloc:方法内部会调用allocWithZone:方法，在allocWithZone:内会对_instance这个变量进行初始化，给它分配存储空间；在这个阶段的时候，系统会去判断这个变量的真实类型，因为当前变量的类型是SJTools类型，所以_instance变量就是SJTools类型，后面SJNewTools继承了SJTools，但是内部使用的是同一个变量，就造成了上面的情况，所以，单例是不能继承的。
懒人福音 —— 单例的复用
- 在开发中，一般出现像这样可能复用的代码，而又不能继承的方式，那简直对我们这种
懒人的晴天霹雳！难道每次要使用单例都要敲着这样一大串恶心的代码么？其实，我们还可以用宏来解决这样的事情嘛O(∩_∩)O
首先，因为单例可以分为2部分，一部分是.h文件，一部分是.m文件，所以，宏要分开来写 —— 先创建一个.h文件
Singleton.h文件
1.因为我们在只需要提供一个方法给外界使用，而且为了让其用起来更加清晰，我们给其加入参数
宏内怎么接收和使用参数呢？
- 格式：
#define 宏名(参数名) ##参数名
#define SingletonH(name) +(instancetype)share##name;
2.将之前我们在SJTools类的.m文件所做的操作拷贝过来，但会发现除了第一行以外的所有代码段都是没有列入宏的范围内（颜色不同）；这时候需要使用""符来进行连接，同样，我们要让外界传入参数来改变方法名，让其与.h文件相对应；同时变量的类型直接修改为id类型即可。
#define SingletonW(name) static id _instance;\
\
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone\
{\
static dispatch_once_t onceToken;\
dispatch_once(&onceToken, ^{\
_instance = [super allocWithZone:zone];\
});\
\
return _instance;\
}\
\
+ (instancetype)share##name\
{\
return [[self alloc] init];\
}\
\
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone\
{\
return _instance;\
}\
\
- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone\
{\
return _instance;\
}
这样宏就已经做好了，我们只需要在要使用单例的类中先引入头文件，然后在.h文件中这样使用
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Singleton.h"
@interface SJTools : NSObject
SingletonH(SJTools)
@end
.m文件中这样使用就可以了
@implementation SJTools
SingletonW(SJTools)
@end
为了使我们的宏能同时ARC和MRC，我们需要将宏判断部分也加入到单例宏中，但是宏判断是不能内嵌的，所以只能先判断环境，再分别进行相应操作
#define SingletonH(name) +(instancetype)share##name;
#if __has_feature(objc_arc)
// ARC环境
#define SingletonW(name) static id _instance;\
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone\
{\
static dispatch_once_t onceToken;\
dispatch_once(&onceToken, ^{\
_instance = [super allocWithZone:zone];\
});\
\
return _instance;\
}\
+ (instancetype)share##name\
{\
return [[self alloc] init];\
}\
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone\
{\
return _instance;\
}\
- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone\
{\
return _instance;\
}
#else
// MRC环境
#define SingletonW(name) static id _instance;\
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone\
{\
static dispatch_once_t onceToken;\
dispatch_once(&onceToken, ^{\
_instance = [super allocWithZone:zone];\
});\
\
return _instance;\
}\
+ (instancetype)share##name\
{\
return [[self alloc] init];\
}\
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone\
{\
return _instance;\
}\
- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone\
{\
return _instance;\
}\
- (oneway void)release\
{\
}\
- (instancetype)retain\
{\
return _instance;\
}\
- (NSUInteger)retainCount\
{\
return MAXFLOAT;\
}
#endif
好了，这样我们的单例宏就完成了，只要在需要的项目中导入这个宏，然后在需要的地方使用宏就可以了！
