【OC梳理】多播代理
摘要：
首先，對OC中常見的通訊方式我們做一個對比（KVC與KVO不在討論範圍）：
代理
通知
Block
適用範圍
一對一
一對多
一對一
...
首先，對OC中常見的通訊方式我們做一個對比（KVC與KVO不在討論範圍）：
| 代理 | 通知 | Block | |
|---|---|---|---|
| 適用範圍 | 一對一 | 一對多 | 一對一 |
| 使用方式 | 方法呼叫 | 通知名(字串)監聽 | 屬性、方法引數、全域性變數 |
| 是否允許返回值 | YES | NO | YES |
| 是否具有封閉性 | YES | NO | YES |
假如我們需要一種可以一對多，同時又需要有返回值（或者出於安全性考慮不希望公開）的情況，通知就不適用了，考慮下面的情形：
- 使用一個單例控制藍芽連線斷開等狀態，但是有好幾個類都需要監聽藍芽的狀態？
- 希望App能夠一鍵切換主題？
- 非同步載入多種資源，想獲取總的載入進度？
多播代理
C#中有一種委託形式稱作多播委託，會順序執行多個委託物件的對應函式。 OC中系統並沒有提供類似的型別讓我們使用，所以需要自己實現類似的功能。
多播代理相對於通知的優勢
| 多播代理 | 通知 | |
|---|---|---|
| 接收範圍 | 定點投放，只有已新增的代理可以接收到訊息 | 全域性都可接收，會暴露實現細節，廣播出的引數中可能包含敏感資訊 |
| 使用方式 | 方法呼叫，使用協議來約束代理者的方法實現 | 通知名(字串)監聽，容易出現問題，當專案中大量使用通知以後難以維護，極端情況會出現通知名重複的問題 |
| 是否允許返回值 | YES | NO |
| 是否具有封閉性 | YES | NO |
多播代理的實現思路
1.儲存多個代理物件
OC中常規代理通常使用弱引用來避免迴圈引用，因此我們的多播代理中也需要使用能夠儲存弱引用物件的容器，這裡有幾種思路：
- 使用NSValue的
valueWithNonretainedObject:方法將物件打包，然後將打包後的NSValue物件新增到代理陣列中。 - 建立一個新的類，在這個類中對代理物件進行弱引用（實質是對上一個思路的手動實現）。然後再將這個新類的例項新增到代理陣列中。
- 使用NSHashTable儲存代理物件，我們用到一個比較不常見的容器： NSHashTable
NSHashTable
iOS6以後，Foundation框架中新增了容器類：NSHashTable —— 它是可變的，沒有一個不變的類與其對應。它的作用對應於NSMutableSet，但是它可以通過設定 NSPointerFunctionsOptions 引數來指定物件的引用型別：
NSHashTableStrongMemory：將容器內的物件引用計數+1一次(即strong) NSHashTableCopyIn：將新增到容器的物件通過NSCopying中的方法，複製一個新的物件存入容器(即copy) NSHashTableZeroingWeakMemory：使用weak儲存物件，當物件被銷燬的時候自動將其從集合中移除。(已棄用) NSHashTableObjectPointerPersonality： 使用移位指標(shifted pointer)來做hash檢測及確定兩個物件是否相等(而不是使用NSObject中的hash方法) NSHashTableWeakMemory：不會修改容器內物件元素的引用計數，並且物件釋放後，會被自動移除(即weak) 複製程式碼
ps NSHashTableWeakMemory的物件釋放後，NSHashTable中其實是置空（NSHashTable可以儲存空物件），但遍歷時不會遍歷到該物件，相對於移除了。
2.新增代理物件
基於上面的選擇，我們使用 NSHashTable 來管理儲存和遍歷代理物件，因此需要公開一個新增代理的方法：
- (void)addDelegate:(id <xxxProtocol>)newDelegate; 複製程式碼
3.呼叫代理方法
呼叫常規代理時，通常需要寫以下寫法：
if ([delegate respondsToSelector:@selector(<#方法名#>:)]) {
[delegate <#方法名#>:<#引數#>];
}
複製程式碼
那麼假如我們的代理協議中有多個方法，我們就需要對每個代理方法都寫一次這樣的程式碼，相當繁瑣。 通常的簡化方法是利用OC的訊息轉發機制，在方法轉發過程中進行訊息轉發。
簡單的多播代理流程
基於以上的思路，我們可以有一個大致的流程圖：
改進方案
上面的方案實現了簡單的多播代理，但是有一些缺陷：
- 如果該MutableDelegate類中有一個方法和代理協議中定義的方法同名，將導致訊息轉發的過程不會觸發。
- 如果專案中需要用到多個多播代理，則需要實現多次上面的方法
- 多執行緒問題
1. 定義多代理轉發類
這個類用來封裝多代理實現，我們使用NSProxy子類來實現它：
@interface MulitiDelegate : NSProxy /** 建立 @return MulitiDelegate物件 */ + (instancetype)new; /** 新增代理 */ - (void)addDelegate:(id)delegate; /** 移除代理 */ - (void)removeDelete:(id)delegate; @end 複製程式碼
2. 處理多執行緒同步問題
使用訊號量解決多執行緒集合物件的同步問題:
//...
/// 訊號量
@property ( nonatomic, strong ) dispatch_semaphore_t semaphore;
//...
/// 初始化
+ (id)alloc{
MulitiDelegate *instance = [super alloc];
if (instance) {
instance.semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
instance.delegates = [NSHashTable weakObjectsHashTable];
}
return instance;
}
/// 新增代理
- (void)addDelegate:(id)delegate{
dispatch_semaphore_wait(_semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
[_delegates addObject:delegate];
dispatch_semaphore_signal(_semaphore);
}
/// 移除代理
- (void)removeDelete:(id)delegate{
dispatch_semaphore_wait(_semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
[_delegates removeObject:delegate];
dispatch_semaphore_signal(_semaphore);
}
#pragma mark - 訊息轉發部分
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)selector {
dispatch_semaphore_wait(_semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSMethodSignature *methodSignature;
for (id delegate in _delegates) {
if ([delegate respondsToSelector:selector]) {
methodSignature = [delegate methodSignatureForSelector:selector];
break;
}
}
dispatch_semaphore_signal(_semaphore);
if (methodSignature){
return methodSignature;
}
// 未找到方法時，返回預設方法 "- (void)method"，防止崩潰
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
dispatch_semaphore_wait(_semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
// 為了避免造成遞迴死鎖，copy一份delegates而不是直接用訊號量將for迴圈包裹
NSHashTable *copyDelegates = [_delegates copy];
dispatch_semaphore_signal(_semaphore);
SEL selector = invocation.selector;
for (id delegate in copyDelegates) {
if ([delegate respondsToSelector:selector]) {
// 非同步呼叫時，拷貝一個Invocation，以免意外修改target導致crash
NSInvocation *dupInvocation = [self copyInvocation:invocation];
dupInvocation.target = delegate;
// 非同步呼叫多代理方法，以免響應不及時
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
[dupInvocation invoke];
});
}
}
}
- (NSInvocation *)copyInvocation:(NSInvocation *)invocation {
SEL selector = invocation.selector;
NSMethodSignature *methodSignature = invocation.methodSignature;
NSInvocation *copyInvocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:methodSignature];
copyInvocation.selector = selector;
NSUInteger count = methodSignature.numberOfArguments;
for (NSUInteger i = 2; i < count; i++) {
void *value;
[invocation getArgument:&value atIndex:i];
[copyInvocation setArgument:&value atIndex:i];
}
[copyInvocation retainArguments];
return copyInvocation;
}
複製程式碼
使用方式
這裡用一個簡單的一鍵切換主題的例子來說明多播代理的使用方式：
主題管理器（ThemesManager）
建立一個單例主題管理器來管理我們的主題顏色，並能夠新增和移除代理:
@protocol ThemesDelegate <NSObject> /// 主題顏色改變 - (void)themesColorChanged:(UIColor *)themesColor; @end @interface ThemesManager : NSObject /// 主題顏色 @property ( nonatomic, copy ) UIColor *themesColor; /// 獲取單例 + (instancetype)sharedManager; /// 新增、移除代理 - (void)addDelegate:(id<ThemesDelegate>)delegate; - (void)removeDelegate:(id<ThemesDelegate>)delegate; @end 複製程式碼
在.m檔案中需要實現單例（單例的程式碼建議定義成一個通用的巨集定義，方便其他地方一起使用），然後使用之前定義的多播代理來進行“廣播”:
#import "ThemesManager.h"
#import "MulitiDelegate.h"
@interface ThemesManager()
/// 多播代理
@property ( nonatomic, strong ) MulitiDelegate *delegateProxy;
@end
@implementation ThemesManager
@synthesize themesColor = _themesColor;
static ThemesManager *_manager = nil;
+ (instancetype)sharedManager{
return [[self alloc]init];
}
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
if (_manager == nil) {
_manager = [super allocWithZone:zone];
}
});
return _manager;
}
- (nonnull id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone {
return _manager;
}
- (nonnull id)mutableCopyWithZone:(nullable NSZone *)zone {
return _manager;
}
- (MulitiDelegate *)delegateProxy{
if (!_delegateProxy) {
_delegateProxy = [MulitiDelegate new];
}
return _delegateProxy;
}
- (void)addDelegate:(id<ThemesDelegate>)delegate {
[self.delegateProxy addDelegate:delegate];
}
- (void)removeDelegate:(id<ThemesDelegate>)delegate {
[self.delegateProxy removeDelete:delegate];
}
- (void)setThemesColor:(UIColor *)themesColor{
_themesColor = [themesColor copy];
[(id<ThemesDelegate>)self.delegateProxy themesColorChanged:_themesColor];
}
- (UIColor *)themesColor{
if (!_themesColor) {
// 預設顏色
_themesColor = [UIColor colorWithWhite:0.8f alpha:1.f];
}
return _themesColor;
}
@end
複製程式碼
控制器們
通常我們會有一個專門的改變主題的介面和一些其他介面，這裡就簡單的使用同一個介面跳轉和改變主題顏色:
#import "ThemesManager.h"
@interface ViewController ()<ThemesDelegate>
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
self.title = [NSString stringWithFormat:@"%d",self.index];
[[ThemesManager sharedManager]addDelegate:self];
self.view.backgroundColor = [ThemesManager sharedManager].themesColor;
}
- (IBAction)changeThemes:(id)sender {
[ThemesManager sharedManager].themesColor = [self randomColor];
}
- (UIColor *)randomColor {
// 生成隨機顏色
CGFloat hue = arc4random() % 100 / 100.0; //色調：0.0 ~ 1.0
CGFloat saturation = (arc4random() % 50 / 100) + 0.5; //飽和度：0.5 ~ 1.0
CGFloat brightness = (arc4random() % 50 / 100) + 0.5; //亮度：0.5 ~ 1.0
return [UIColor colorWithHue:hue saturation:saturation brightness:brightness alpha:1];
}
- (IBAction)nextVC:(id)sender {
// 使用Storyboard建立VC
UIStoryboard *story = [UIStoryboard storyboardWithName:@"Main" bundle:[NSBundle mainBundle]];
ViewController *newVC = [story instantiateViewControllerWithIdentifier:@"ViewController"];
newVC.index = self.index + 1;
[self.navigationController pushViewController:newVC animated:YES];
}
#pragma mark - ThemesDelegate
- (void)themesColorChanged:(UIColor *)themesColor{
// 需要注意的是這裡是非同步呼叫，改變顏色需要在主執行緒
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.view.backgroundColor = themesColor;
});
}
@end
複製程式碼