Swift中如何編寫單例?

在使用swift編程語言進行iOS應用開發的時候,我們常常借助單例來進行狀態管理,但由于實現單例的方法很多,問題就來了,哪個才是最合適的呢?相信很多初學iOS的童鞋和本人都有這樣的疑惑,今天在網上看到一篇不錯的解答這個問題的文章,分享給大家一起看看。

單例規則

關于單例,我們首先需要牢記三個重要的準則:

1.單例必須是唯一的,在程序生命周期中只能存在一個這樣的實例。單例的存在使我們可以全局訪問狀態。例如:

NSNotificationCenter,

UIApplication和NSUserDefaults。

2.為保證單例的唯一性,單例類的初始化方法必須是私有的。這樣就可以避免其他對象通過單例類創建額外的實例。

3.考慮到規則1,為保證在整個程序的生命周期中值有一個實例被創建,單例必須是線程安全的。并發有時候確實挺復雜,簡單說來,如果單例的代碼不正確,如果有兩個線程同時實例化一個單例對象,就可能會創建出兩個單例對象。也就是說,必須保證單例的線程安全性,才可以保證其唯一性。通過調用dispatch_once,即可保證實例化代碼只運行一次。

Swift單例

自Swift 1.0開始,創建單例有很多種方法,但最主要的就是下面4種:

1.最丑陋方法(Swift皮,Objective-C心)

classTheOneAndOnlyKraken {

class var sharedInstance:TheOneAndOnlyKraken {

struct Static {

static var onceToken:dispatch_once_t = 0

static var instance:TheOneAndOnlyKraken? = nil

}

dispatch_once(&Static.onceToken) {

Static.instance =TheOneAndOnlyKraken()

}

return Static.instance!

}

}

這種方法是Objective-C的直接移植版,不好看是,因為Swift本該更簡潔、更有描述力。

2.結構體方法

classTheOneAndOnlyKraken {

class var sharedInstance:TheOneAndOnlyKraken {

struct Static {

static let instance =TheOneAndOnlyKraken()

}

return Static.instance

}

}

Swift 1.0時,不支持靜態類變量,那時這個方法是不得已而為之。但使用結構體,就可以支持這個功能。因為靜態變量的限制,我們被約束在這樣的一個模型中。這比Objective-C移植版本好一些,但還不夠好。

3.全局變量方法

private letsharedKraken = TheOneAndOnlyKraken()

classTheOneAndOnlyKraken {

class var sharedInstance:TheOneAndOnlyKraken {

return sharedKraken

}

}

在Swift 1.2以后,我們有了訪問權限設置(access control specifiers)的功能和靜態類成員(static class members)。這意味著我們終于可以擺脫混亂的全局變量、全局命名空間,也不會發生命名空間沖突了。這個版本看起來更Swiftier一點。

現在,你可能會有疑問:為何看不到dispatch_once?根據Apple Swift博客中的說法,以上方法都自動滿足dispatch_once規則。這里有個帖子可以證明dispatch_once規則一直在起作用。

“全局變量(還有結構體和枚舉體的靜態成員)的Lazy初始化方法會在其被訪問的時候調用一次。類似于調用'dispatch_once'以保證其初始化的原子性。這樣就有了一種很酷的'單次調用'方式:只聲明一個全局變量和私有的初始化方法即可。”--來自Apple's Swift Blog

(“The lazy initializer for a global variable (also for static members

of structs and enums) is run the first time that global is accessed, and is

launched as `dispatch_once` to make sure that the initialization is atomic.

This enables a cool way to use `dispatch_once` in your code: just declare a

global variable with an initializer and mark it private.”)

這就是Apple官方文檔給我們的所有信息,但這些已經足夠證明全局變量和結構體/枚舉體的靜態成員是支持”dispatch_once”特性的。現在,我們相信使用全局變量來“懶包裝”單例的初始化方法到dispatch_once代碼塊中是100%安全的。但是對于靜態類變量來說,情況又如何?

這個問題帶我們到更激動人心的思考中去:

正確的方法現在已經被證明正確。

classTheOneAndOnlyKraken {

static let sharedInstance =TheOneAndOnlyKraken()

}

到此為止,我們已經做了許多研究工作。這個帖子的靈感來源于我們在Capital One的一次對話:結對編程review代碼的過程中,我們試圖找到在App中使用Swift編寫正確、一致的單例方法。我們知道編寫單例的正確方法,但是無法用理論來證明。沒有足夠的文檔支持,想證明方法的正確是徒勞的。在網上或博客圈中沒有足夠多的信息的話,這只能是一家之言,大家都知道如果網上查不到信息,就不會相信。

分析了每個stack trace的記錄后,我發現:

使用全局單例方法

使用單行單例方法

第一張圖片展示了使用全局實例時的stack

trace。標紅的地方需要注意。在調用Kraken單例之前,先調用了swift_once,接下來是swift_once_block_invoke。Apple之前在文檔中已經說過,“懶實例化”的全局變量會被自動放在dispatch_once塊中,我們可以假定說的就是這個東西。

了解了這些知識,我們來看看漂亮的單行單例方法。如圖所示,調用完全一樣。這樣,我們就有了證據證明單行單例方法是正確的。

不要忘記設置初始化方法為私有

必須保證init方法的私有性,只有這樣,才能保證單例是真正唯一的,避免外部對象通過訪問init方法創建單例類的其他實例。由于Swift中的所有對象都是由公共的初始化方法創建的,我們需要重寫自己的init方法,并設置其為私有的。這很簡單,而且不會破壞到我們優雅的單行單例方法。

class TheOneAndOnlyKraken{

static let sharedInstance =TheOneAndOnlyKraken()

private init() {} //This prevents othersfrom using the default '()' initializer for this class.

}

這樣做就可以保證編譯器在某個類嘗試使用()來初始化TheOneAndOnlyKraken時,拋出錯誤:

結束語

希望通過本文的分享,能幫助大家在Swift中找到編寫單例的正確方式,同時也幫助大家更好的理解,為什么單行單例在swift中是正確的。


相關文章:《Swift 代碼規范

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