iOS代理設計模式詳細解析
OS中消息傳遞方式
在iOS中有很多種消息傳遞方式，這裡先簡單介紹一下各種消息傳遞方式。
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通知：在iOS中由通知中心進行消息接收和消息廣播，是一種一對多的消息傳遞方式。
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代理：是一種通用的設計模式，iOS中對代理支持的很好，由代理對象、委托者、協議三部分組成。
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block：iOS4.0中引入的一種回調方法，可以將回調處理代碼直接寫在block代碼塊中，看起來邏輯清晰代碼整齊。
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target action：通過將對象傳遞到另一個類中，在另一個類中將該對象當做target的方式，來調用該對象方法，從內存角度來說和代理類似。
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KVO：NSObject的Category－NSKeyValueObserving，通過屬性監聽的方式來監測某個值的變化，當值發生變化時調用KVO的回調方法。
.....當然還有其他回調方式，這裡只是簡單的列舉。
代理的基本使用
代理是一種通用的設計模式，在iOS中對代理設計模式支持的很好，有特定的語法來實現代理模式，OC語言可以通過@Protocol實現協議。
代理主要由三部分組成：
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協議：用來指定代理雙方可以做什麼，必須做什麼。
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代理：根據指定的協議，完成委托方需要實現的功能。
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委托：根據指定的協議，指定代理去完成什麼功能。
這裡用一張圖來闡述一下三方之間的關系：
Protocol－協議的概念
從上圖中我們可以看到三方之間的關系，在實際應用中通過協議來規定代理雙方的行為，協議中的內容一般都是方法列表，當然也可以定義屬性，我會在後續文章中順帶講一下協議中定義屬性。
協議是公共的定義，如果只是某個類使用，我們常做的就是寫在某個類中。如果是多個類都是用同一個協議，建議創建一個Protocol文件，在這個文件中定義協議。遵循的協議可以被繼承，例如我們常用的UITableView，由於繼承自UIScrollView的緣故，所以也將UIScrollViewDelegate繼承了過來，我們可以通過代理方法獲取UITableView偏移量等狀態參數。
協議只能定義公用的一套接口，類似於一個約束代理雙方的作用。但不能提供具體的實現方法，實現方法需要代理對象去實現。協議可以繼承其他協議，並且可以繼承多個協議，在iOS中對象是不支持多繼承的，而協議可以多繼承。
// 當前協議繼承了三個協議，這樣其他三個協議中的方法列表都會被繼承過來 @protocol LoginProtocol - (void)userLoginWithUsername:(NSString *)username password:(NSString *)password; @end
協議有兩個修飾符@optional和@required，創建一個協議如果沒有聲明，默認是@required狀態的。這兩個修飾符只是約定代理是否強制需要遵守協議，如果@required狀態的方法代理沒有遵守，會報一個黃色的警告，只是起一個約束的作用，沒有其他功能。
無論是@optional還是@required，在委托方調用代理方法時都需要做一個判斷，判斷代理是否實現當前方法，否則會導致崩潰。
示例：
// 判斷代理對象是否實現這個方法，沒有實現會導致崩潰
if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(userLoginWithUsername:password:)]) {
[self.delegate userLoginWithUsername:self.username.text password:self.password.text];
}
下面我們將用一個小例子來講解一下這個問題：
示例：假設我在公司正在敲代碼，敲的正開心呢，突然口渴了，想喝一瓶紅茶。這時我就可以拿起手機去外賣app上定一個紅茶，然後外賣app就會下單給店鋪並讓店鋪給我送過來。
這個過程中，外賣app就是我的代理，我就是委托方，我買了一瓶紅茶並付給外賣app錢，這就是購買協議。我只需要從外賣app上購買就可以，具體的操作都由外賣app去處理，我只需要最後接收這瓶紅茶就可以。我付的錢就是參數，最後送過來的紅茶就是處理結果。
但是我買紅茶的同時，我還想吃一份必勝客披薩，我需要另外向必勝客app去訂餐，上面的外賣app並沒有這個功能。我又向必勝客購買了一份披薩，必勝客當做我的代理去為我做這份披薩，並最後送到我手裡。這就是多個代理對象，我就是委托方。
在iOS中一個代理可以有多個委托方，而一個委托方也可以有多個代理。我指定了外賣app和必勝客兩個代理，也可以再指定麥當勞等多個代理，委托方也可以為多個代理服務。
代理對象在很多情況下其實是可以復用的，可以創建多個代理對象為多個委托方服務，在下面將會通過一個小例子介紹一下控制器代理的復用。
下面是一個簡單的代理：
首先定義一個協議類，來定義公共協議
#import @protocol LoginProtocol @optional - (void)userLoginWithUsername:(NSString *)username password:(NSString *)password; @end
定義委托類，這裡簡單實現了一個用戶登錄功能，將用戶登錄後的賬號密碼傳遞出去，有代理來處理具體登錄細節。
#import #import "LoginProtocol.h"
/**
* 當前類是委托類。用戶登錄後，讓代理對象去實現登錄的具體細節，委托類不需要知道其中實現的具體細節。
*/
@interface LoginViewController : UIViewController
// 通過屬性來設置代理對象
@property (nonatomic, weak) id delegate;
@end
實現部分：
@implementation LoginViewController
- (void)loginButtonClick:(UIButton *)button {
// 判斷代理對象是否實現這個方法，沒有實現會導致崩潰
if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(userLoginWithUsername:password:)]) {
// 調用代理對象的登錄方法，代理對象去實現登錄方法
[self.delegate userLoginWithUsername:self.username.text password:self.password.text];
}
}
代理方，實現具體的登錄流程，委托方不需要知道實現細節。
/ 遵守登錄協議
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
LoginViewController *loginVC = [[LoginViewController alloc] init];
loginVC.delegate = self;
[self.navigationController pushViewController:loginVC animated:YES];
}
/**
* 代理方實現具體登錄細節
*/
- (void)userLoginWithUsername:(NSString *)username password:(NSString *)password {
NSLog(@"username : %@, password : %@", username, password);
}
代理使用原理
代理實現流程
在iOS中代理的本質就是代理對象內存的傳遞和操作，我們在委托類設置代理對象後，實際上只是用一個id類型的指針將代理對象進行了一個弱引用。委托方讓代理方執行操作，實際上是在委托類中向這個id類型指針指向的對象發送消息，而這個id類型指針指向的對象，就是代理對象。
通過上面這張圖我們發現，其實委托方的代理屬性本質上就是代理對象自身，設置委托代理就是代理屬性指針指向代理對象，相當於代理對象只是在委托方中調用自己的方法，如果方法沒有實現就會導致崩潰。從崩潰的信息上來看，就可以看出來是代理方沒有實現協議中的方法導致的崩潰。
而協議只是一種語法，是聲明委托方中的代理屬性可以調用協議中聲明的方法，而協議中方法的實現還是有代理方完成，而協議方和委托方都不知道代理方有沒有完成，也不需要知道怎麼完成。
代理內存管理
為什麼我們設置代理屬性都使用weak呢？
我們定義的指針默認都是__strong類型的，而屬性本質上也是一個成員變量和set、get方法構成的，strong類型的指針會造成強引用，必定會影響一個對象的生命周期，這也就會形成循環引用。
上圖中，由於代理對象使用強引用指針，引用創建的委托方LoginVC對象，並且成為LoginVC的代理。這就會導致LoginVC的delegate屬性強引用代理對象，導致循環引用的問題，最終兩個對象都無法正常釋放。
我們將LoginVC對象的delegate屬性，設置為弱引用屬性。這樣在代理對象生命周期存在時，可以正常為我們工作，如果代理對象被釋放，委托方和代理對象都不會因為內存釋放導致的Crash。
但是，這樣還有點問題，真的不會崩潰嗎？
下面兩種方式都是弱引用代理對象，但是第一種在代理對象被釋放後不會導致崩潰，而第二種會導致崩潰。
@property (nonatomic, weak) iddelegate;
@property (nonatomic, assign) iddelegate;
weak和assign是一種“非擁有關系”的指針，通過這兩種修飾符修飾的指針變量，都不會改變被引用對象的引用計數。但是在一個對象被釋放後，weak會自動將指針指向nil，而assign則不會。在iOS中，向nil發送消息時不會導致崩潰的，所以assign就會導致野指針的錯誤unrecognized selector sent to instance。
所以我們如果修飾代理屬性，還是用weak修飾吧，比較安全。
控制器瘦身－代理對象
為什麼要使用代理對象？
隨著項目越來越復雜，控制器也隨著業務的增加而變得越來越臃腫。對於這種情況，很多人都想到了最近比較火的MVVM設計模式。但是這種模式學習曲線很大不好掌握，對於新項目來說可以使用，對於一個已經很復雜的大中型項目，就不太好動框架這層的東西了。
在項目中用到比較多的控件應該就有UITableView了，有的頁面往往UITableView的處理邏輯很多，這就是導致控制器臃腫的一個很大的原因。對於這種問題，我們可以考慮給控制器瘦身，通過代理對象的方式給控制器瘦身。
什麼是代理對象
這是平常控制器使用UITableView(圖畫的難看，主要是意思理解就行)
這是我們優化之後的控制器構成
從上面兩張圖可以看出，我們將UITableView的delegate和DataSource單獨拿出來，由一個代理對象類進行控制，只將必須控制器處理的邏輯傳遞給控制器處理。
UITableView的數據處理、展示邏輯和簡單的邏輯交互都由代理對象去處理，和控制器相關的邏輯處理傳遞出來，交由控制器來處理，這樣控制器的工作少了很多，而且耦合度也大大降低了。這樣一來，我們只需要將需要處理的工作交由代理對象處理，並傳入一些參數即可。
下面我們用一段代碼來實現一個簡單的代理對象
代理對象.h文件的聲明
typedef void (^selectCell) (NSIndexPath *indexPath);
/**
* 代理對象(UITableView的協議需要聲明在.h文件中，不然外界在使用的時候會報黃色警告，看起來不太舒服)
*/
@interface TableViewDelegateObj : NSObject [UITableViewDelegate, UITableViewDataSource]（因識別問題，這裡將尖括號改為方括號）
/**
* 創建代理對象實例，並將數據列表傳進去
* 代理對象將消息傳遞出去，是通過block的方式向外傳遞消息的
* @return 返回實例對象
*/
+ (instancetype)createTableViewDelegateWithDataList:(NSArray *)dataList
selectBlock:(selectCell)selectBlock;
代理對象.m文件中的實現
#import "TableViewDelegateObj.h"
@interface TableViewDelegateObj ()
@property (nonatomic, strong) NSArray *dataList;
@property (nonatomic, copy) selectCell selectBlock;
@end
@implementation TableViewDelegateObj
+ (instancetype)createTableViewDelegateWithDataList:(NSArray *)dataList
selectBlock:(selectCell)selectBlock {
return [[[self class] alloc] initTableViewDelegateWithDataList:dataList
selectBlock:selectBlock];
}
- (instancetype)initTableViewDelegateWithDataList:(NSArray *)dataList selectBlock:(selectCell)selectBlock {
self = [super init];
if (self) {
self.dataList = dataList;
self.selectBlock = selectBlock;
}
return self;
}
- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
static NSString *identifier = @"cell";
UITableViewCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:identifier];
if (!cell) {
cell = [[UITableViewCell alloc] initWithStyle:UITableViewCellStyleDefault reuseIdentifier:identifier];
}
cell.textLabel.text = self.dataList[indexPath.row];
return cell;
}
- (NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section {
return self.dataList.count;
}
- (void)tableView:(UITableView *)tableView didSelectRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
[tableView deselectRowAtIndexPath:indexPath animated:NO];
// 將點擊事件通過block的方式傳遞出去
self.selectBlock(indexPath);
}
@end
外界控制器的調用非常簡單，幾行代碼就搞定了。
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self.tableDelegate = [TableViewDelegateObj createTableViewDelegateWithDataList:self.dataList
selectBlock:^(NSIndexPath *indexPath) {
NSLog(@"點擊了%ld行cell", (long)indexPath.row);
}];
self.tableView.delegate = self.tableDelegate;
self.tableView.dataSource = self.tableDelegate;
在控制器中只需要創建一個代理對象類，並將UITableView的delegate和dataSource都交給代理對象去處理，讓代理對象成為UITableView的代理，解決了控制器臃腫以及和UITableView的解藕。
上面的代碼只是簡單的實現了點擊cell的功能，如果有其他需求大多也都可以在代理對象中進行處理。使用代理對象類還有一個好處，就是如果多個UITableView邏輯一樣或類似，代理對象是可以復用的。
非正式協議
簡介
在iOS2.0之前還沒有引入@Protocol正式協議之前，實現協議的功能主要是通過給NSObject添加Category的方式。這種通過Category的方式，相對於iOS2.0之後引入的@Protocol，就叫做非正式協議。
正如上面所說的，非正式協議一般都是以NSObject的Category的方式存在的。由於是對NSObject進行的Category，所以所有基於NSObject的子類，都接受了所定義的非正式協議。對於@Protocol來說編譯器會在編譯期檢查語法錯誤，而非正式協議則不會檢查是否實現。
非正式協議中沒有@Protocol的@optional和@required之分，和@Protocol一樣在調用的時候，需要進行判斷方法是否實現。
// 由於是使用的Category，所以需要用self來判斷方法是否實現
if ([self respondsToSelector:@selector(userLoginWithUsername:password:)]) {
[self userLoginWithUsername:self.username.text password:self.password.text];
}
非正式協議示例
在iOS早期也使用了大量非正式協議，例如CALayerDelegate就是非正式協議的一種實現，非正式協議本質上就是Category。
@interface NSObject (CALayerDelegate) - (void)displayLayer:(CALayer *)layer; - (void)drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx; - (void)layoutSublayersOfLayer:(CALayer *)layer; - (nullable id)actionForLayer:(CALayer *)layer forKey:(NSString *)event; @end
代理和block的選擇
在iOS中的回調方法有很多，而代理和block功能更加相似，都是直接進行回調，那我們應該用哪個呢，或者說哪個更好呢？
其實這兩種消息傳遞的方式，沒有哪個更好、哪個不好直說....我們應該區分的是在什麼情況下應該用什麼，用什麼更合適！下面我將會簡單的介紹一下在不同情況下代理和block的選擇：
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多個消息傳遞，應該使用delegate。在有多個消息傳遞時，用delegate實現更合適，看起來也更清晰。block就不太好了，這個時候block反而不便於維護，而且看起來非常臃腫，很別扭。例如UIKit的UITableView中有很多代理如果都換成block實現，我們腦海裡想一下這個場景，這裡就不用代碼寫例子了.....那簡直看起來不能忍受。
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一個委托對象的代理屬性只能有一個代理對象，如果想要委托對象調用多個代理對象的回調應該用block。
上面圖中代理1可以被設置，代理2和代理3設置的時候被劃了叉，是因為這個步驟是錯誤的操作。我們上面說過，delegate只是一個保存某個代理對象的地址，如果設置多個代理相當於重新賦值，只有最後一個設置的代理才會被真正賦值。
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單例對象最好不要用delegate。單例對象由於始終都只是同一個對象，如果使用delegate，就會造成我們上面說的delegate屬性被重新賦值的問題，最終只能有一個對象可以正常響應代理方法。
這種情況我們可以使用block的方式，在主線程的多個對象中使用block都是沒問題的，下面我們將用一個循環暴力測試一下block到底有沒有問題。
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
queue.maxConcurrentOperationCount = 10;
for (int i = 0; i < 100; i++) {
[queue addOperationWithBlock:^{
[[LoginViewController shareInstance] userLoginWithSuccess:^(NSString *username) {
NSLog(@"TestTableViewController : %d", i);
}];
}];
}
上面用NSOperationQueue創建了一個新的隊列，並且將最大並發數設置為10，然後創建一個100次的循環。我們在多線程情況下測試單例在block的情況下能否正常使用，答案是可以的。但是我們還是需要注意一點，在多線程情況下因為是單例對象，我們對block中必要的地方加鎖，防止資源搶奪的問題發生。
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代理是可選的，而block在方法調用的時候只能通過將某個參數傳遞一個nil進去，只不過這並不是什麼大問題，沒有代碼潔癖的可以忽略。
[self downloadTaskWithResumeData:resumeData
sessionManager:manager
savePath:savePath
progressBlock:nil
successBlock:successBlock
failureBlock:failureBlock];
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代理更加面相過程，block則更面向結果。從設計模式的角度來說，代理更佳面向過程，而block更佳面向結果。例如我們使用NSXMLParserDelegate代理進行XML解析，NSXMLParserDelegate中有很多代理方法，NSXMLParser會不間斷調用這些方法將一些轉換的參數傳遞出來，這就是NSXMLParser解析流程，這些通過代理來展現比較合適。而例如一個網絡請求回來，就通過success、failure代碼塊來展示就比較好。
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從性能上來說，block的性能消耗要略大於delegate，因為block會涉及到棧區向堆區拷貝等操作，時間和空間上的消耗都大於代理。而代理只是定義了一個方法列表，在遵守協議對象的objc_protocol_list中添加一個節點，在運行時向遵守協議的對象發送消息即可。這篇文章並不是講block的，所以不對此做過多敘述。唐巧有一篇文章介紹過block，非常推薦這篇文章去深入學習block。
