面试题：Objective-C使用GCD实现线程安全的单例模式

代码实现

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Singleton : NSObject

@property (nonatomic, strong, readonly) NSString *data;
@property (nonatomic, assign, readonly) NSInteger number;

+ (instancetype)sharedInstance;

@end

@implementation Singleton

static Singleton *sharedInstance = nil;
static dispatch_once_t onceToken;

+ (instancetype)sharedInstance {
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        sharedInstance = [[self alloc] init];
    });
    return sharedInstance;
}

- (instancetype)init {
    self = [super init];
    if (self) {
        _data = @"Initial Data";
        _number = 0;
    }
    return self;
}

@end

线程安全原因

dispatch_once 机制：dispatch_once 是GCD提供的一种保证代码块只被执行一次的机制。它使用一个 dispatch_once_t 类型的变量作为标记，在多线程环境下，无论有多少个线程同时调用 sharedInstance 方法，dispatch_once 中的代码块只会被执行一次，从而保证了单例实例只会被创建一次。
内部实现原理：dispatch_once 内部通过一个原子操作来检测标记变量的状态。如果标记变量表明代码块还未执行，就会锁定执行代码块的区域，执行完代码块后再解锁并更新标记变量。这种机制确保了即使多个线程同时尝试创建单例，也只有一个线程能够成功创建，其他线程会等待并最终获取到已经创建好的单例实例。

多线程环境下的性能优势

延迟初始化：只有在第一次调用 sharedInstance 方法时才会创建单例实例，而不是在程序启动时就创建，这在一定程度上优化了内存使用和启动时间。
高效的线程同步：相比于传统的使用锁（如 @synchronized）来实现线程安全的单例模式，dispatch_once 使用的是基于队列的机制，其内部实现针对多核处理器进行了优化，性能更高。在高并发环境下，锁机制可能会导致线程争用，从而降低性能，而 dispatch_once 能够避免这种情况，因为它只在第一次初始化时进行同步操作，后续调用直接返回已创建的实例，大大提高了访问效率。

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面试题：Objective-C使用GCD实现线程安全的单例模式

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