【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