在iOS開發中，有很多地方都選擇使用單例模式。有很多時候必須要創建一個對象，并且不能創建多個，用單例就為了防止創建多個對象。單例模式的意思就是某一個類有且只有一個實例。單例模式確保某一個類只有一個實例，而且自行實例化并向整個系統提供這個實例。這個類稱為單例類。

一、單例模式的三要點：

1. 該類有且只有一個實例;

2. 該類必須能夠自行創建這個實例;

3. 該類必須能夠自行向整個系統提供這個實例。

二、單例模式的優點與缺點：

1. 內存占用與運行時間

   對比使用單例模式和非單例模式的例子，在內存占用與運行時間存在以下差距：

   (1) 單例模式：單例模式每次獲取實例時都會先進行判斷，看該實例是否存在——如果存在，則返回；否則，則創建實例。因此，會浪費一些判斷的時間。但是，如果一直沒有人使用這個實例的話，那么就不會創建實例，節約了內存空間。

   (2) 非單例模式：當類加載的時候就會創建類的實例，不管你是否使用它。然后當每次調用的時候就不需要判斷該實例是否存在了，節省了運行的時間。但是如果該實例沒有使用的話，就浪費了內存。

　 (3)實例控制：Singleton 會阻止其他對象實例化其自己的 Singleton 對象的副本，從而確保所有對象都訪問唯一實例。

　　　靈活性：因為類控制了實例化過程，所以類可以更加靈活修改實例化過程。

2. 線程的安全性

    (1) 從線程的安全性上來講，不加同步的單例模式是不安全的。比如，有兩個線程，一個是線程A，另外一個是線程B，如果它們同時調用某一個方法，那就可能會導致并發問題。在這種情況下，會創建出兩個實例來，也就是單例的控制在并發情況下失效了。

    (2) 非單例模式是線程安全的，因為程序保證只加載一次，在加載的時候不會發生并發情況。

    (3) 單例模式如果要實現線程安全，只需要加上synchronized即可。但是這樣一來，就會減低整個程序的訪問速度，而且每次都要判斷，比較麻煩。

    (4) 雙重檢查加鎖：為了解決(3)的繁瑣問題，可以使用“雙重檢查加鎖”的方式來實現，這樣，就可以既實現線程安全，又能使得程序性能不受太大的影響。

         (4.1) 雙重檢查加鎖機制——并不是每次進入要調用的方法都需要同步，而是先不同步，等進入了方法之后，先檢查實例是否存在，如果不存在才進入下面的同步塊，這是第一重檢查。當進入同步塊后，再次檢查實例是否存在，如果不存在，就在同步的情況下創建一個實例，這是第二重檢查。這樣一來，就只需要同步一次，從而減少了多次在同步情況下進行判斷所浪費的時間。

         (4.2) 雙重檢查加鎖機制的實現，會使用一個關鍵字volatile。它的意思是：被volatile修飾的變量的值，將不會被本地線程緩存，所有對該變量的讀寫都是直接操作共享內存的，從而確保了多個線程能正確的處理該變量。這種實現方式既可以實現線程安全地創建實例，而又不會對性能造成太大的影響。它只是在第一次創建實例的時候同步，以后就不需要同步了，從而加快了運行速度。

3. 單例模式會阻止其它對象實例化其自己的對象的副本，從而確保所有對象都訪問唯一實例。

4. 因為單例模式的類控制了實例化的過程，所以類可以更加靈活修改實例化過程。

三、iOS中的單例模式

1. 基本步驟：

   (1) 為單例對象創建一個靜態實例，可以寫成全局的，也可以在類方法里面實現，并初始化為nil；

   (2) 實現一個實例構造方法，檢查上面聲明的靜態實例是否為nil，如果是，則創建并返回一個本類的實例；

   (3) 重寫allocWithZone方法，用來保證其他人直接使用alloc和init試圖獲得一個新實力的時候不產生一個新實例；

   (4) 適當實現allocWitheZone，copyWithZone，release和autorelease。

//第一步：靜態實例，并初始化。
static SurveyRunTimeData *sharedObj = nil;
@implementation SurveyRunTimeData

//第二步：實例構造檢查靜態實例是否為nil
{
+ (SurveyRunTimeData*) sharedInstance 
    @synchronized (self)
    {
        if (sharedObj == nil)
        {
            [[self alloc] init];
        }
    }
    return sharedObj;
}

//第三步：重寫allocWithZone方法
+ (id) allocWithZone:(NSZone *)zone
{
    @synchronized (self) {
        if (sharedObj == nil) {
            sharedObj = [super allocWithZone:zone];
            return sharedObj;
        }
    }
    return nil;
}
//第四步
- (id) copyWithZone:(NSZone *)zone
{
    return self;
}

//一下方法再Xcode5以上，已經不需要！大家根據事情情況自行判斷！
- (id) retain
{
    return self;
}

- (unsigned) retainCount
{
    return UINT_MAX;
}

- (oneway void) release
{
    
}

- (id) autorelease
{
    return self;
}

- (id)init
{
    @synchronized(self) {
        [super init];//往往放一些要初始化的變量.
        return self;
    }
}

@end

+(id)allocWithZone:(NSZone *)zone{
        @synchronized(self){
                if (shareRootViewController == nil) {
                   shareRootViewController = [super allocWithZone:zone];
                    return  shareRootViewController;
                }
            }
        return nil;
}

NSZone： 簡單來說可以把它想象成一個內存池，alloc或者dealloc這些操作都是在這個內存池中操作的，cocoa總是會分配一個默認的nsZone，任何 默認內存操作都是在這個zone上進行的，使用默認zone存在缺陷，因為他是全局范圍的，頻繁使用會導致內存的碎片化，尤其是大量的alloc和 dealloc的時候，性能上會受到一定影響。因為你完全可以自己生成一個zone并將alloc，copy這些限制在這個zone中。