单例加锁和不加锁的区别

r囧r小猫 2022-09-11 08:23 3阅读 0赞

一，单线程模式单例

// 单线程单例
    +(instancetype)sharedLoadData
    {
      static Singleton *singleton;
      if (!singleton ) {
        singleton = [[Singleton alloc] init];
      }
      return singleton;
    }

1.单线程单例只有在单个线程使用的情况下使用，在多线程的情况下，会产生线程不安全的情况，严格意义上来说，我们还需要把alloc方法变为私有方法才行，严格的单例是不允许再创建其他实例的，而alloc方法可以在外部任意生产实例。换句话说，假如在两条线程里调用sharedLoadData方法，可能会产生两个singleton实例，这样单例就失去意义了。

二，多线程加锁单例

// @synchronized加锁
    +(instancetype)sharedLoadData
    {
        static Singleton *singleton;
        @synchronized (self) {
        if (!singleton) {
            singleton = [[Singleton alloc] init];
          }
        }
        return singleton;
    }

2.加锁以后，当多个线程同时调用sharelnstanc时，由于@synchronized已经加锁，只能有一个线程创建singleton实例。这样就解决了第一种情况的弊端，但是也有缺点：只有在singletion未创建时，加锁才是必要的，如果singleton已经创建，这个时候还加锁的话，会影响性能。

三，系统GCD创建单例

+(instancetype)sharedLoadData
    {
        static Singleton *singleton = nil;
        static dispatch_once_t onceToken;
        // dispatch_once  无论使用多线程还是单线程，都只执行一次
        dispatch_once(&onceToken, ^{
            singleton = [[Singleton alloc] init];
        });
        return singleton;
    }

3.GCD创建单例不仅可以解决多条线程的线程安全问题，也能保证性能。

dispatch\_one主要是根据onceToken的值来决定怎么去执行代码，

1.当onceToken = 0时，线程执行dispath\_once的block中代码

2.当onceToken = -1时，线程跳过dispatch\_one的block中的代码不执行，

3.当onceToken为其他值时，线程被阻塞，等待onceToken值改变。

当线程调用sharelnstance,此时onceToken =0 ，调用block中的代码，此时onceToken的值变为140734537148864。当其他线程再调用shareinstance方法时，onceToken的值已经是140734537148864，线程阻塞。当block线程执行完block之后，onceToken变为-1，其他线程不再阻塞，跳过block。下次再调用sharelnstance时，block已经为-1，直接跳过blokc.

四，单例实现方式与优缺点

1、懒汉模式：实现原理和懒加载其实很像，如果在程序中不使用这个对象，那么就不会创建，只有在你使用代码创建这个对象，才会创建。这种实现思想或者说是原理都是iOS开发中非常重要的，所以，懒汉式的单例模式也是最为重要的，是开发中最常见的。

2、饿汉模式：在没有使用代码去创建对象之前，这个对象已经加载好了，并且分配了内存空间，当你去使用代码创建的时候，实际上只是将这个原本创建好的对象拿出来而已。

3.使用GCD代替手动锁实现单例模式

4.使用宏封装直接便于开发使用

(1).懒汉模式

static id instance = nil;
    
    // 懒加载 线程不安全 单例
    + (instancetype) ShareInstance
    {
        if (instance == nil) {
            instance = [[self alloc] init];
        }
        return instance;
    }
    
    // 懒加载  加锁  单例
    + (instancetype) ShareInstance1
    {
        @synchronized (self) { //为了线程安全,加上互斥锁
            if (instance == nil) {
                instance = [[self alloc] init];
            }
        }
        return instance;
    }

1）加synchronized 是为了保证单例的读取线程安全,为什么需要添加synchronized

+(instancetype)sharedSingleton{
    static id instance = nil;
    
      if (!instance) {
        @synchronized (self) {
          instance = [[self alloc] init];
        }
      }
      return instance;
    }

肯定不行的,稍微对synchronized 有点了解就知道这种只是“锁”住了对象的创建，没有“锁”住 if 判断。如果两个线程都进到了 if 里面，一样可以生成两个对象。

2）static  
修饰局部变量:

修饰了局部变量的话，那么这个局部变量的生命周期就和不加static的全局变量一样了（也就是只有一块内存区域，无论这个方法执行多少次，都不会进行内存的分配），不同的在于作用域仍然没有改变

修饰全局变量:

如果不适用static的全局变量，我们可以在其他的类中使用extern关键字直接获取到这个对象，可想而知，在我们所做的单例模式中，如果在其他类中利用extern拿到了这个对象，进行一个对象销毁，

extern id instance;
    instance = nil;

这时候在这句代码之前创建的单例就销毁了，再次创建的对象就不是同一个了，这样就无法保证单例的存在,所以对于全局变量的定义，需要加上static修饰符

3） allocWithZone 与copyWithZone方法

我们在项目中一般是直接调用自己定义的类方法：ShareInstance,但是有时候也会调用alloc方法直接对单例进行初始化,那么也会导致没有产生该单例,所以我们需要保证应用中只有一个该类的对象需要重写它的allocWithZone 方法,alloc调用的底层也是allocWithZone方法,直接与上述的单例方法类同。

+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
    {
            // 解决多线程问题
            @synchronized(self){
                if (instance == nil) {
                    // 调用super的allocWithZone方法来分配内存空间
                    instance = [super allocWithZone:zone];
                }
            }
        return instance;
    }

如果使用copy创建出新的对象的话，那么就不能够保证单例的存在了也会导致同样的问题。此处直接返回instance就可以了。

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
    {
        return instance;
    }

(2).饿汉模式

在没有使用代码去创建对象之前，这个对象已经加载好了，并且分配了内存空间，当你去使用代码创建的时候，实际上只是将这个原本创建好的对象拿出来而已。在alloc之前如何将对象直接赋值呢,有两种方式:load和initialize。

load 会在类加载到运行环境中的时候就会调用且仅调用一次，同时注意一个类只会加载一次（类加载有别于引用类，可以这么说，所有类都会在程序启动的时候加载一次，不管有没有在目前显示的视图类中引用到）initialize方法：当第一次使用类的时候加载且仅加载一次

static id instance = nil;
    
    + (void)load
    {
        instance = [[self alloc]init];
    }
    
    + (void)initialize
    {
        instance = [[self alloc]init];
    }
    
    + (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
    {
        if (instance == nil) {
            instance = [super allocWithZone:zone];
        }
        return instance;
    }
    + (instancetype)sharedInstance
    {
        return instance;
    }
    - (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
    {
        return instance;
    }

实际上只需要实现 load 与 initialize 其中一种即可实现单例。