面试题：Objective-C单例模式在ARC和MRC环境下的差异与优化

Question

在ARC（自动引用计数）和MRC（手动引用计数）不同的内存管理环境下，Objective-C单例模式的实现有哪些差异？如何针对这两种环境对单例模式进行优化以提高性能和稳定性？请详细阐述并提供关键代码片段。

Answer 1

ARC环境下

1. 差异：ARC自动管理对象的内存释放，开发者无需手动调用retain、release和autorelease。在单例模式实现中，不用担心内存管理的手动操作。
2. 优化：使用dispatch_once确保单例只被创建一次，并且由于ARC自动管理内存，单例对象在其生命周期结束时会自动释放。
3. 关键代码片段：

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Singleton : NSObject

@property (nonatomic, strong, class) Singleton *sharedInstance;

@end

@implementation Singleton

+ (Singleton *)sharedInstance {
    static Singleton *sharedInstance = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        sharedInstance = [[self alloc] init];
    });
    return sharedInstance;
}

@end

MRC环境下

1. 差异：需要手动管理对象的引用计数，在单例模式实现中，要正确处理retain、release和autorelease，防止内存泄漏和过度释放。
2. 优化：同样使用dispatch_once确保单例只创建一次，同时在retain、release和autorelease方法中进行适当处理，保证单例对象的生命周期正确管理。
3. 关键代码片段：

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Singleton : NSObject

@property (nonatomic, retain, class) Singleton *sharedInstance;

@end

@implementation Singleton

static Singleton *sharedInstance = nil;

+ (Singleton *)sharedInstance {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        sharedInstance = [[self alloc] init];
    });
    return sharedInstance;
}

- (id)retain {
    return self;
}

- (NSUInteger)retainCount {
    return NSUIntegerMax;
}

- (oneway void)release {
    // 不做任何操作，单例对象不应该被释放
}

- (id)autorelease {
    return self;
}

@end

总结

ARC环境下实现单例模式更简洁，因为内存管理由系统自动完成。MRC环境下需要开发者手动处理引用计数，以确保单例对象的正确生命周期管理。两种环境下都使用dispatch_once来保证单例的唯一性。