面试题：Objective-C设计模式与代码规范结合问题

Question

根据《Objective-C代码规范与最佳实践》，在一个复杂的iOS项目中，使用单例模式时，怎样遵循代码规范来保证线程安全，并且在实现单例时，如何符合最佳实践，比如怎样防止多次实例化以及合理处理内存管理？

Answer 1

保证线程安全

1. 使用dispatch_once：在Objective-C中，dispatch_once是保证单例线程安全的常用方法。dispatch_once会确保代码块只被执行一次，无论有多少线程同时调用。示例代码如下：

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

2. 加锁机制：虽然dispatch_once是更推荐的方式，但也可以使用锁来实现线程安全。例如使用@synchronized关键字：

+ (instancetype)sharedInstance {
    static MySingleton *sharedInstance = nil;
    @synchronized(self) {
        if (!sharedInstance) {
            sharedInstance = [[self alloc] init];
        }
    }
    return sharedInstance;
}

不过@synchronized相对dispatch_once性能会稍差，因为每次访问都需要加锁解锁。

防止多次实例化

1. 重写allocWithZone:：为了防止通过alloc和init方法多次实例化单例，需要重写allocWithZone:方法，确保始终返回同一个实例。

+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone {
    return [self sharedInstance];
}

2. 防止拷贝：如果单例对象可能会被拷贝，还需要重写copyWithZone:和mutableCopyWithZone:方法，防止创建新的实例。

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

- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone {
    return self;
}

内存管理

1. ARC环境：在ARC（自动引用计数）环境下，单例对象的内存管理相对简单，因为ARC会自动处理对象的引用计数。只要单例对象有强引用存在（通常在整个应用程序生命周期内都会有对单例的强引用），它就不会被释放。
2. MRC环境：在MRC（手动引用计数）环境下，需要注意单例对象的引用计数。由于单例对象在应用程序中通常是全局存在的，不需要手动释放它，除非在应用程序退出时明确需要释放资源。可以在单例类中添加一个类方法来释放单例实例（比如+ (void)releaseSharedInstance），在应用程序即将退出时调用。不过这种情况比较少见，因为单例在应用程序生命周期内通常是持续存在的。同时，重写retain、release、autorelease和retainCount方法，确保单例的引用计数行为符合预期。

- (instancetype)retain {
    return self;
}

- (oneway void)release {
    // 不执行任何操作，单例不应被释放
}

- (instancetype)autorelease {
    return self;
}

- (NSUInteger)retainCount {
    return NSUIntegerMax;
}