• 首页
  • 关于
    • zerone-z photo

      zerone-z

      记录下自己学习的过程、点滴，也为了分享自己的收获。

    • Learn More
    • Email
    • Github
  • 博客
    • 博客
    • 标签
  • 随笔
  • 项目

单例模式

12 Mar 2021

Reading time ~1 minute

前言

本系列主要记录了对【设计模式之禅】的学习总结，并例举了如何使用 Swift 语言实现。本章记录了单例模式的学习。

单例模式（Singleton Pattern）

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。单例模式是一种 创建型设计模式 。

在一个系统中，要求一个类有且仅有一个对象，如果出现多个对象就会出现“不良反应”，可以采用单例模式，具体的场景如下：

  • 要求生成唯一序列号的环境。
  • 在整个项目中需要一个共享访问点或共享数据。
  • 创建一个对象需要消耗资源过多，如要访问 IO 和数据库等资源。
  • 需要定义大量的静态常量和静态方法（如工具类）的环境，可以采用单例模式（也可以直接声明为 static 的方式）。

单例模式的优缺点

优点：

  • 只有一个实例，减少了内存开支。
  • 只生成一个实例，减少了性能开销。
  • 避免对资源的多重占用。
  • 在系统设置全局访问点，优化和共享资源访问。

缺点：

  • 没有接口，扩展很困难，基本只能修改代码。
  • 对测试不利。
  • 与单一职责原则有冲突。一个类应该只实现一个逻辑，而不关心它是否是单例的，是不是要单例取决于环境，单例模式把“要单例”和业务逻辑融合在一个类中。

Swift 语言单例模式的创建

在创建的时候需要注意如下事项：

  • 注意线程同步问题。
  • 对象复制的问题。

Swift 采用与 Java 类似的方式，对全局变量实行懒加载。这样的设计是的构造器可以自定义、启动时间不会因为加载全局变量而变慢、同时操作执行的顺序也变得可控。
全局变量（结构体和枚举体的静态成员）的懒加载在初始化时会使用 dispatch_once 以确保初始化的原子性。所以这是一个很酷地使用 dispatch_once 的方式：仅在定义全局变量时将其构造器标志为 private 就行。

通用类图如下：

classDiagram
  class Singleton {
    -Singleton()
    +getSingleton() Singleton
  }
  client --> Singleton : 通过 Singleton.getSingleton() 访问

最简单的实用的单例创建：

public class Singleton {
  // 自行实例化一个静态不可变的实例，这就是唯一的实例
  public static let shared = Singleton();
  // 确保在一个应用中只产生一个实例，并且只能自行实例化
  private init() {}
}

// 访问实例
Singleton.shared;

如果需要在实例化后做一下操作，可以实用如下方法：

public class Singleton {
  // 通过闭包返回唯一实例
  public class func shared() -> Singleton {
    return _shared;
  }
  // 私有静态变量
  private static let _shared: Singleton = {
    let shared = Singleton();
    // do something...
    return shared;
  }();
  // 确保在一个应用中只产生一个实例，并且只能自行实例化
  private init() {};
}

// 访问实例
Singleton.shared();

对单例置空，可以使用如下：

public class Singleton {
  // 通过闭包返回唯一实例
  public class func shared() -> Singleton {
    guard let shared = _shared else {
      _shared = Singleton();
      return _shared;
    }
    return shared;
  }
  // 销毁实例
  public class destroy() {
    _shared = nil;
  }
  // 私有静态变量
  private static let _shared: Singleton?;
  // 确保在一个应用中只产生一个实例，并且只能自行实例化
  private init() {};
}

// 访问实例
Singleton.shared();
// 销毁实例
Singleton.destroy();

设计模式，单例模式 Like Tweet +1