在之前的帖子里聊過狀態(tài)管理有多痛苦，有時這是不可避免的。一個狀態(tài)管理的例子大家都很熟悉，那就是單例。使用Swift時，有許多方法實現(xiàn)單例，這是個麻煩事，因為我們不知道哪個最合適。這里我們來回顧一下單例的歷史，看一看在Swift中如何正確地實現(xiàn)單例。
如果你想直接看看Swift中單例的正確實現(xiàn)方式，直接跳到帖子最后即可。
往事回憶之ObjC單例
Swift是Objective-C的一種自然演變，它用如下的方式實現(xiàn)單例：
@interface Kraken : NSObject
@end
@implementation Kraken
+ (instancetype)sharedInstance {
static Kraken *sharedInstance = nil;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
sharedInstance = [[Kraken alloc] init];
});
return sharedInstance;
}
@end
在這個現(xiàn)成方案中，我們可以看到單例的基本結(jié)構(gòu)。讓我們來約定一些規(guī)則，這樣便于更好的理解。
單例規(guī)則
關(guān)于單例，有三個重要的準則需要牢記：
- 單例必須是唯一的(要不怎么叫單例？) 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(tài)。例如：
NSNotificationCenter, UIApplication和NSUserDefaults。
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(chuàng)建額外的實例。
考慮到規(guī)則1，為保證在整個程序的生命周期中值有一個實例被創(chuàng)建，單例必須是線程安全的。并發(fā)有時候確實挺復(fù)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(chuàng)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(diào)用
dispatch_once，即可保證實例化代碼只運行一次。
在程序中保持單例的唯一性，只初始化一次，這樣并不難。帖子的余下部分中，需要記?。簡卫龑崿F(xiàn)要滿足隱藏的dispatch_once規(guī)則。
Swift單例
自Swift 1.0開始，創(chuàng)建單例有很多種方法。這些鏈接中已經(jīng)有很詳盡的描述，比如
但是誰喜歡點鏈接呢？先劇透一下吧：總共有4個版本。我們來清點一下：
1. 最丑陋方法（Swift皮，Objective-C心）
class TheOneAndOnlyKraken {
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!
}
}
這個版本是Objective-C的直接移植版。我認為它不好看是因為Swift本該更簡潔、更有描述力。不要做個搬運工，要做就做的更好。
2. 結(jié)構(gòu)體方法（“新瓶裝老酒）
class TheOneAndOnlyKraken {
class var sharedInstance: TheOneAndOnlyKraken {
struct Static {
static let instance = TheOneAndOnlyKraken()
}
return Static.instance
}
}
Swift 1.0時，不支持靜態(tài)類變量，那時這個方法是不得已而為之。但使用結(jié)構(gòu)體，就可以支持這個功能。因為靜態(tài)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。有趣的是，在Swift 1.2發(fā)布幾個月后，我還可以看到這種寫法。在那之后，反而更多了。
3. 全局變量方法（“單行單例”方法）
private let sharedKraken = TheOneAndOnlyKraken()
class TheOneAndOnlyKraken {
class var sharedInstance: TheOneAndOnlyKraken {
return sharedKraken
}
}
在Swift 1.2以后，我們有了訪問權(quán)限設(shè)置(access control specifiers) 的功能和靜態(tài)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(fā)生命名空間沖突了。這個版本看起來更Swiftier一點。
現(xiàn)在，你可能會有疑問：為何看不到dispatch_once？根據(jù)Apple Swift博客中的說法，以上方法都自動滿足dispatch_once規(guī)則。這里有個帖子可以證明dispatch_once規(guī)則一直在起作用。
“全局變量（還有結(jié)構(gòu)體和枚舉體的靜態(tài)成員）的Lazy初始化方法會在其被訪問的時候調(diào)用一次。類似于調(diào)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(diào)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_onceto make sure that the initialization is atomic. This enables a cool way to usedispatch_oncein 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(jīng)足夠證明全局變量和結(jié)構(gòu)體／枚舉體的靜態(tài)成員是支持dispatch_once特性的?，F(xiàn)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(tài)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（也即是“單行單例法”）現(xiàn)在已經(jīng)被證明正確。
class TheOneAndOnlyKraken {
static let sharedInstance = TheOneAndOnlyKraken()
}
到此為止，我們已經(jīng)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(jié)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(wǎng)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(wǎng)上查不到信息，就不會相信。這點讓我很難過。
我搜索了許多信息，甚至翻到了google搜索結(jié)果的10多頁，還是一無所獲。難道沒有人發(fā)帖證明單行單利方法的正確性？可能有人發(fā)過，但是太難被發(fā)現(xiàn)了。
因此我決定將各種單例都寫一變，然后在運行時加入斷點來觀測。
分析了每個stack trace的記錄后，我發(fā)現(xiàn)了有趣的東西——證據(jù)！
來看看截圖：
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(diào)用Kraken單例之前，先調(diào)用了swift_once，接下來是swift_once_block_invoke。Apple之前在文檔中已經(jīng)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(diào)用完全一樣。這樣，我們就有了證據(jù)證明單行單例方法是正確的。
不要忘記設(shè)置初始化方法為私有
@davedelong，Apple的Framework傳道者，善意地提醒我：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(chuàng)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(chuàng)建的，我們需要重寫自己的init方法，并設(shè)置其為私有的。這很簡單，而且不會破壞到我們優(yōu)雅的單行單例方法。
class TheOneAndOnlyKraken {
static let sharedInstance = TheOneAndOnlyKraken()
private init() {} //This prevents others from 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：
就是這樣，我們的單行單例，非常完美！
結(jié)論
這里回復(fù)一下jtbandes在“top rated answer to swift singletons on Stack Overflow”這個帖子中的問題：我也找不到哪里有文檔證明let語句可以帶來線程安全性的好處。我記得在去年參加WWDC的時候有類似的說法，沒辦法保證讀者或各位Googler也偶遇到這個說法。希望這個帖子能幫助大家理解為什么單行單例在Swift中是正確的方法。
