iOS单例的创建和继承

发表于

单例

一般来说，在iOS的工程中， 通用的tool一般都会设计成单例，这样能保证在程序运行过程中，程序中只有一个单例对象，方便数据的传输和处理。
如果为了扩展此单例类，希望在此基础上增加面向各模块专用的单例方法，该如何处理呢。
可以采用的方法有两种：

  • 分类：可以针对各个模块创建对应的分类，并添加方法。缺点是不能继承原有单例的属性。
  • 继承：也可以针对各个模块创建出对应的子类，并添加方法。也可以继承父类的属性。

继承单例遇到的问题

因为单例对象在程序中只会创建一次，创建成功后再次访问单例对象，访问的是同一个对象，故子类如果采用父类的方法进行创建的话，访问的对象还是父类，子类添加的属性和方法将会无法访问而造成crash。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
// 父类
QYSingleton *singleton = [QYSingleton shareSingleton];
NSLog(@"%@ - %p", singleton, singleton);
// 方法
[singleton run];

// 打印结果

单例继承[3651:162046] name: father, age: 30, sex: male - 0x604000221da0
单例继承[3711:165295] QYSingleton run
1
2
3
4
5
6
7
// 子类
// 子类：采用继承的父类的类方法进行创建
QYSubSingleton *subSingleton = [QYSubSingleton shareSingleton];
NSLog(@"%@ - %p", subSingleton, subSingleton);

// 打印结果
name: father, age: 30, sex: male - 0x604000221da0

由以上结果可知，这两个对象的地址是一样的，也证明了程序中只会创建一份单例对象。

  • 给子类对象添加属性，因创建出来的对象为父类对象，故-[QYSingleton setHobby:]: unrecognized selector sent to instance 0x60400002b8a0找不到属性对应的setter而crash.
  • 给子类对象添加方法，同样的会-[QYSingleton walk]: unrecognized selector sent to instance 0x6000002212e0

子类的创建方法

  • 通过alloc、init进行创建
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    28
    29
    // 父类
       QYSingleton *singleton = [QYSingleton shareSingleton];
       NSLog(@"%@ - %p", singleton, singleton);
    // 方法
       [singleton run];

       // 打印结果
       单例继承[6181:308541] name: father, age: 30, sex: male - 0x6040000349e0
       单例继承[6220:310333] QYSingleton run

    // 通过alloc、init创建子类
       QYSubSingleton *subSingleton = [[QYSubSingleton alloc] init];
       // 继承的属性
       subSingleton.name = @"subObject";
       // 子类添加的属性
       subSingleton.hobby = @"游泳";
       NSLog(@"%@ - %p", subSingleton, subSingleton);

       // 继承的方法
       [subSingleton run];
       // 添加的方法
       [subSingleton walk];

       // 打印的结果
       单例继承[6220:310333] name: subObject, age: 30, sex: male, hobby:游泳 - 0x60000025ad90
       // 调用父类的方法
       单例继承[6220:310333] QYSubSingleton run
    // 子类添加的方法
    单例继承[6220:310333] QYSubSingleton walk

由打印可知，这样才能创建出新的子类对象，并且可以更改父类的初始属性，添加新的属性和方法

  • 给子类添加单例的方法进行创建
    • 方法：+ (instancetype)shareSubSingle;
    • 使用：QYSubSingleton *subSingleton = [QYSubSingleton shareSubSingle];
    • 验证：将alloc、init替换为shareSubSingle创建子类对象进行验证
    • 结论：经验证，这样也能创建出新的子类对象，并能添加属性和方法

更严谨的创建单例的方式

以上创建单例和单例的子类都不是很严谨，父类通过shareSingleton创建的对象，和通过alloc、init创建的对象是不一样的。
这是因为，OC通过allocWithZone：这个方法来申请内存的，故我们要覆写这个方法，保证创建出来的对象是唯一的。

1
2
3
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone {
    return [QYSingleton shareSingleton];
}

修改shareSingleton为：

1
2
3
4
5
6
7
8
+ (instancetype)shareSingleton {
    static dispatch_once_t onceToken;
    static QYSingleton *singleton = nil;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        singleton = [[super allocWithZone:NULL] init];
    });
    return singleton;
}

这样就不管是使用什么方法，创建出来的对象就都是唯一的了。

创建继承的单例

因为单例具有唯一性，要保证每个创建的类是不同的，所以在每个类生成时，我们动态的给类绑定唯一的对象。
使用runTime的关联对象进行创建。
如下：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
/** 单例对象 */
+ (instancetype)shareObject {
    // 获取当前对象的类
    Class selfClass = [self class];
    // 从类中获取对象
    id instance = objc_getAssociatedObject(selfClass, @"shareObject");
    if (!instance) {
        // 不存在，创建对象
        instance = [[super allocWithZone:NULL] init];
        // 给类绑定对象
        objc_setAssociatedObject(selfClass, @"shareObject", instance, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    }
    return instance;
}

/** 保证alloc、init也创建同样的对象 */
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone {
    // 获取当前对象的类
    Class class = [self class];
    // 返回当前类绑定的对象
    return [class shareObject];
}

验证：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
QYObject *objc = [QYObject shareObject];
NSLog(@"%p", objc);

QYObject *objc2 = [[QYObject alloc] init];
NSLog(@"%p", objc2);

QYSubObject *subObjc = [QYSubObject shareObject];
NSLog(@"%p", subObjc);

QYSubObject *subObjc2 = [[QYSubObject alloc] init];
NSLog(@"%p", subObjc2);

结果：

1
2
3
4
2018-09-12 09:43:22.764627+0800 单例继承[1639:49824] 0x6040000030d0
2018-09-12 09:43:22.764815+0800 单例继承[1639:49824] 0x6040000030d0
2018-09-12 09:43:22.764953+0800 单例继承[1639:49824] 0x604000002d90
2018-09-12 09:43:22.765140+0800 单例继承[1639:49824] 0x604000002d90