Objective-C中单例模式的实现

单例模式在Cocoa和Cocoa Touch中非常常见。比如这两个，[UIApplication sharedApplication]和[NSApplication sharedApplication]，大家应该都见过。但是我们应该如何在代码中实现一个单例模式呢？

1.如果你对苹果的文档很熟悉的话，你一定知道，在Cocoa Foundamentals Guide中有一段实现单例模式的示例代码。大致如下

/* Singleton.h */ 
#import <Foundation/Foundation.h> 
@interface Singleton : NSObject 
+ (Singleton *)instance; 
@end 
      
/* Singleton.m */ 
#import "Singleton.h" 
static Singleton *instance = nil; 
      
@implementation Singleton 
+ (Singleton *)instance { 
if (!instance) { 
    instance = [[super allocWithZone:NULL] init]; 
} 
    return instance; 
} 
+ (id)allocWithZone:(NSZone *)zone { 
    return [self instance]; 
} 
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone { 
    return self; 
} 
- (id)init { 
     if (instance) { 
       return instance; 
} 
    self = [super init]; 
    return self; 
} 
- (id)retain { 
    return self; 
} 
- (oneway void)release { 
    // Do nothing 
} 
- (id)autorelease { 
    return self; 
} 
- (NSUInteger)retainCount { 
    return NSUIntegerMax; 
} 
@end 

这是一种很标准的Singleton实现，中规中矩。不过这种实现并不是线程安全的。所以各路大神都各显神威，给出了多种单例模式的实现。

2.Matt Gallagher在博客中放出了一个Macro，用来实现单例模式。虽然是一个宏定义的代码，但是具体实现还是很清楚的。代码如下：

//  SynthesizeSingleton.h 
//  CocoaWithLove 
//  Created by Matt Gallagher on 20/10/08. 
//  Copyright 2009 Matt Gallagher. All rights reserved. 
//  Permission is given to use this source code file without charge in any 
//  project, commercial or otherwise, entirely at your risk, with the condition 
//  that any redistribution (in part or whole) of source code must retain 
//  this copyright and permission notice. Attribution in compiled projects is 
//  appreciated but not required. 
// 
#define SYNTHESIZE_SINGLETON_FOR_CLASS(classname) \ 
static classname *shared##classname = nil; \ 
+ (classname *)shared##classname \ 
{ \ 
@synchronized(self) \ 
    { \ 
         if (shared##classname == nil) \ 
         { \ 
             shared##classname = [[self alloc] init]; \ 
          } \ 
     } \ 
\ 
      return shared##classname; \ 
} \ 
\ 
+ (id)allocWithZone:(NSZone *)zone \ 
{ \ 
@synchronized(self) \ 
     { \ 
        if (shared##classname == nil) \ 
           { \ 
              shared##classname = [super allocWithZone:zone]; \ 
              return shared##classname; \ 
            } \ 
      } \ 
    return nil; \ 
} \ 
\ 
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone \ 
{ \ 
    return self; \ 
} \ 
\ 
- (id)retain \ 
{ \ 
    return self; \ 
} \ 
\ 
- (NSUInteger)retainCount \ 
{ \ 
    return NSUIntegerMax; \ 
} \ 
\ 
- (void)release \ 
{ \ 
} \ 
\ 
- (id)autorelease \ 
{ \ 
    return self; \ 
} 

是不是感觉这两种方法很拖沓，别担心，后面将介绍简单的实现单利的方法！

#p#

3.然而，eschaton则觉得这些实现都太繁琐了，他给出的实现如下：

@interface SomeManager : NSObject 
+ (id)sharedManager; 
@end 
 
/* 非线程安全的实现 */ 
@implementation SomeManager 
+ (id)sharedManager { 
static id sharedManager = nil; 
if (sharedManager == nil) { 
    sharedManager = [[self alloc] init]; 
} 
    return sharedManager; 
} 
@end 
 
/* 线程安全的实现 */ 
@implementation SomeManager 
static id sharedManager = nil; 
+ (void)initialize { 
      if (self == [SomeManager class]) { 
      sharedManager = [[self alloc] init]; 
    } 
} 
+ (id)sharedManager { 
    return sharedManager; 
} 
@end 

关于为什么上述代码就能实现单例模式，以及关于线程安全问题的考量，请参考他的博客。

4.最后介绍一个比较现代的单例模式实现。为什么说现代呢？因为这种实现利用了GCD（Grand Central Dispatch）和ARC（Automatic Reference Counting）。核心代码如下：

+ (id)sharedInstance 
{ 
    static dispatch_once_t pred = 0; 
    __strong static id _sharedObject = nil; 
    dispatch_once(&pred, ^{ 
    _sharedObject = [[self alloc] init]; // or some other init method 
    }); 
    return _sharedObject; 
} 

作者还写了一个宏（gist）来方便使用，大家可以阅读作者的博文A note on Objective-C singletons了解详情。

大多数情况下，Apple官方文档里的单例模式的示例代码实现已经够用了。虽然它最繁琐，但是也是本文介绍的几种单例模式中最容易理解的一个。至于其他的实现就留给读者们根据需要选择和应用了。