在上一篇文章我们给出了 单例的设计模式,直接给出了线程安全的实现方法。单例的实现有多种方法,如下面:
 
 
  1. classSwiftSingleton{
  2. classvarshared:SwiftSingleton{
  3. if!Inner.instance{
  4. Inner.instance=SwiftSingleton()
  5. }
  6. returnInner.instance!
  7. }
  8. structInner{
  9. staticvarinstance:SwiftSingleton?
  10. }
  11. }
这段代码的实现,在shared中进行条件判断,如果Inner.instance.为空就生成一个实例,这段代码很简单看出当线程同时访问SwiftSingleton.shared方法时,会有如下问题出现,线程A判断Inner.instance为空,进入if语句后立即切换到线程B执行,线程B也进行判断,由于线程A只是进入了if语句,这行代码
  
  
  • Inner.instance=SwiftSingleton()
  • 并没有执行,这时Inner.instance还是为空,纯种B也进行了if语句,这种情况下就会创建多个实例,没有保证实例的唯一性。上面的理论分析基本上任何一篇文章都会讲的,也不能理解,关键问题,如何测试上面的理论是否正确呢?
    二、线程抢占原理
    其实要实现上面的例子不是很难,创建N个线程,让他同时访问SwiftSingleton.shared的方法,然后将所返回值保存最后比较引用。原理很正确,但是创建线程的过程也是极为耗时的,现在的电脑执行速度又非常快,模拟具有不稳定性。如何才能最大的程序测试上面的安全性呢?这里我们可以考虑一个现实的问题,假设找1000人通过一段100米的赛道,我们想要更多的人同时去冲刺终点,越多越好。如果你找一个人,告诉他去跑100米,然后再找一下,这种肯定同时到达终点的几率很底。怎么办才能让更多的人在同一时刻到达终点呢?问题很简单,让这1000人有一个同一起跑点,让他们都准备好了,随着一声令下,一起奔跑。回到技术问题,我们想要更多的线程访问SwiftSingleton.shared方法,只要先准备好所有的线程,然后发一个信号,让他们同时去访问这个方法就可以了。
    实现代码如下:
    classSwiftSingletonTest:XCTestCase{
      
      
  • letcondition=NSCondition()
  • letmainCondition=NSCondition()
  • letsingleton:NSMutableArray=NSMutableArray()
  • letthreadNumbers=1000
  • varcount=0
  • functestSingletonThreadSafe(){
  • forindexin0...threadNumbers{
  • NSThread.detachNewThreadSelector("startNewThread",toTarget:self,withObject:nil)
  • }
  • condition.broadcast()
  • mainCondition.lock()
  • mainCondition.wait()
  • mainCondition.unlock()
  • checkOnlyOne()
  • }
  • funcstartNewThread(){
  • condition.lock()
  • condition.wait()
  • condition.unlock()
  • lettemp=SwiftSingleton.shared
  • count++
  • singleton.addobject(temp)
  • ifcount>=threadNumbers{
  • mainCondition.signal()
  • }
  • }
  • funccheckOnlyOne(){
  • letone=singleton[0]asSwiftSingleton
  • fortemp:AnyObjectinsingleton{
  • letnewTemp=tempasSwiftSingleton
  • if(newTemp!==one){
  • XCTFail("singletonerror!");
  • break;
  • }
  • }
  • }
  • }
  • 这段代码主要使用了NSCondition进行同步,其中NSCondition分为两组,condition主要负责除主线程外的线程,在for语句中会创建并启动N(threadNumbers)个线程,每个线程启动后都会去执行startNewThread方法,执行到语句
      
      
  • condition.wait()
  • 会挂起当前线程,当所有线程都创建并启动完时,主线程会执行
      
      
  • condition.broadcast()
  • 来通知挂起的N个线程继承执行,此时主线程调了
      
      
  • mainCondition.wait()
  • 主线和进入持起状态,此处将主线程挂起是为了在所有线程执行完,依次检查取得引用的唯一性。
    ifcount>=threadNumbers{
      
      
  • mainCondition.signal()
  • }
  • 当所有线程执行完时,通知主线程开始检查引用 ,执行结果如下:
    从上面执行结果可以看出,这种单例并不能保证唯一性。上面用到了NSMutableArray类,网上说是线程不安全的,这里用的Swift语言,这么多线程一起操作暂没有发现异常......
    三、其它实现测试结果
    1、最简单实现
    returnInner.instance
      
      
  • }
  • structInner{
  • staticletinstance:SwiftSingleton=SwiftSingleton()
  • }
  • }
  • 解释:上述代表也实现了延迟加载技术
    staticletinstance:SwiftSingleton=SwiftSingleton()
     
     
    首次访问Inner.instance时才会创建SwiftSingleton,此处的延迟加载由Swift语言原生提供。
    测试结果:通过
    2、使用GCD技术实现的单例模式
    varshared:SwiftSingleton{
      
      
  • dispatch_once(&Inner.token){
  • Inner.instance=SwiftSingleton()
  • }
  • returnInner.instance!
  • }
  • structInner{
  • varinstance:SwiftSingleton?
  • vartoken:dispatch_once_t=0
  • }
  • }
  • 四、测试说明
    1、Mac OS线程总量有限制,你可以创建线程,但是最大线程启动数为2048(我的电脑是这样,不清楚是否跟硬件有关)。
    2、如果遇到测试无响应时,可以尝试重启电脑。

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