iOS学习之单例模式

　单例模式的作用是解决“应用中只有一个实例”的一类问题。

（一）问题的提出　

　　在一个ios 应用的生命周期中，有时候我们只需要某个类的一个实例。例如，ios 设备都有一个重力加速计硬件设备，要访问设备在x轴、y轴和z轴上的重力加速度，就必然要有一个类能够与硬件设备沟通来实时获得这些数据，这个类就是uiaccelerometer 。除了实时地获得数据，该类还能够保持x 轴、y轴和z 轴的状态。但是这个类只需要一个实例就够了，如果有多个实例，就会占用过多的内存。

再有，当应用程序启动时，应用的状态由uiapplication 类的一个实例维护，这个实例代表了整个“应用程序对象”，它只能是一个实例，其作用是实现应用程序中一些共享资源的访问和状态的保持等。

（二）实现原理

　　单例模式一般会封装一个静态属性，并提供静态实例的创建方法，其uml类图如图1所示。

                                       图1 单例设计模式类图

示例代码：

其中static singleton *sharedmanager 为静态变量，类方法为+ (singleton*)sharedmanager。

sharedmanager 方法采用了gcd（grand central dispatch）技术，这是一种基于c语言的多线程访问技术。在上述代码中，dispatch_once 函数就是由gcd提供的，它的作用是在整个应用程序生命周期中只执行一次代码块（^{…}）。 dispatch_once_t 是gcd提供的结构体，使用时需要将gcd地址传给dispatch_once 函数。dispatch_once 函数能够记录该代码块是否被调用过。

dispatch_once函数不仅意味着代码仅会被运行一次，而且还意味着此运行还是线程同步的。也就是说，当我们使用了dispatch_once函数时，就不再需要使用诸如@synchronized之类的语句。

　　将以上单例实现代码，抽成宏，代码如下：

（三）应用案例

　　在cocoa touch框架中，有uiapplication、uiaccelerometer 、nsuserdefaults和nsnotificationcenter等单例类。另外，nsfilemanager 和nsbundle 类虽然属于cocoa框架的内容，但也可以在cocoa touch框架中使用（cocoa框架中的单例类有nsfilemanager 、nsbundle 、nsworkspace和nsapplication 等）。 

1. uiapplication

uiapplication 类的实例提供了应用程序的集中控制点来保持应用的状态。uiapplication 实例总是分配给应用程序委托对象（uiapplicationdelegate ），通过应用程序委托对象来响应低内存、应用启动、后台运行和应用终止等事件。在helloworld 案例中，appdelegate 就是这个应用程序的委托对象，它实现了uiapplicationdelegate协议。

uiapplication 类有很多方法和属性，下面我们重点介绍其中几个。

+ sharedapplication 方法。创建和获得uiapplication 实例的方法。

idletimerdisabled属性。设定和获得“空闲时间禁止”的状态。idletimerdisabled属性的默认值是no，即默认情况下系统会锁定屏幕。当idletimerdisabled = yes 时，则不会开启“空闲时间禁止”状态，系统不会锁定屏幕。开启这项设定需要谨慎，它会使你的应用比较耗电。

- openurl: 方法。可以打开一些内置的ios 应用，其中包括打开浏览器、打开google 地图、拨打电话、发送短信和发送e-mail 等。

打开浏览器的示例代码如下：

打开google 地图时，实际上是通过内置浏览器来打开，示例代码如下：

其中nsstring 的stringbyaddingpercentescapesusingencoding方法将字符串转换为url编码，例如 “%e6%b8%85%e5%8d%8e%e5%a4%a7%e5%ad%a6 ”是“清华大学”的 url 编码。

拨打电话时，苹果官方要求使用该方法调用内置拨号程序，示例代码如下： 

发送短信时，苹果官方要求使用该方法调用内置发送短信程序，示例代码如下：

发送e-mail 时，这种方式可以发送简单的不带附件的e-mail ，示例代码如下：

2.   uiaccelerometer

　　单例类uiaccelerometer 前面也讲过，它可以访问重力加速计硬件设备，实时获得设备在x 轴、y轴和z 轴方向上的重力加速度。

　　+ sharedaccelerometer方法是创建和获得uiaccelerometer实例的共享方法。

　　与uiapplication类似，uiaccelerometer也有对应的委托对象，其委托对象为uiaccelerometerdelegate。uiaccelerometer 将实例分配给委托对象uiaccelerometerdelegate ，然后由委托对象响应重力加速计事件。

3.   nsuserdefaults

　　单例类nsuserdefaults可以很方便地读取应用设置项目。

　　+ standarduserdefaults方法是创建和获得nsuserdefaults实例的静态方法。

4.   nsnotificationcenter 

　　单例类nsnotificationcenter提供信息广播通知，它采用观察者模式的通知机制。

　　+ defaultcenter 方法是创建和获得nsnotificationcenter实例的共享方法。

5.   nsfilemanager 

　　nsfilemanager 提供了访问文件系统的通用操作，可以定位、创建、复制文件和文件夹。在ios 5和mac os x v10.7之后，它还可以管理存储在icloud 上的数据。

　　+ defaultmanager 方法是创建和获得nsfilemanager 实例的方法。除了该方法外，创建nsfilema nager对象时还可以使用实例构造方法– init。这两种方法有着比较大的差别，+ defaultmanager方法总是返回相同的nsfilemanager 对象，但如果要使用委托（nsfilemanagerdelegate）完成基于文件的操作并接收通知，应该使用– init 方法创建一个新的实例，而不是使用共享的对象。

6.   nsbundle 

　　nsbundle 提供了动态加载（或卸载）可执行代码、定位资源文件以及资源本地化、访问文件系统等功能。

　　+ mainbundle方法是创建和获得nsbundle 实例的共享方法。

　　单例模式无疑是cocoa框架下最重要的设计模式之一。灵活而有机地运用设计模式，意味着编程工作的高效性和产品健壮性、安全性的提高。因此，我们应该要善于使用设计模式，将自己的开发经验与代码、设计模式完美融合起来，提高软件代码质量。