IOS不雅察者設計形式
甚麼是不雅察者形式？我們先打個比喻，這就像你訂報紙。好比你想曉得美國比來放生了些消息，你能夠會定閱一份美國周刊，然後一旦美國有了新的故事，美國周刊就發一刊，並郵寄給你，當你收到這份報刊，然後你就可以夠懂得美國最新的靜態。其實這就是不雅察者形式，A對B的變更感興致，就注冊為B的不雅察者，當B產生變更時告訴A，告訴B產生了變更。這是一種異常典范的不雅察者的用法，我把這類應用辦法叫做經典不雅察者形式。固然與之絕對的還有別的一種不雅察者形式——狹義不雅察者形式。
從經典的角度看，不雅察者形式是一種告訴變更的形式，普通以為只在對象產生變更感興致的場所有效。主題對象曉得有不雅察者存在，設置會保護不雅察者的一個隊列；而從狹義的角度看，不雅察者形式是中傳遞變更數據的形式，須要檢查對象屬性時就會應用的一種形式，主題對象不曉得不雅察者的存在，更像是圍不雅者。須要曉得主題對象的狀況，所以即便在主題對象沒有產生轉變的時刻，不雅察者也能夠會去拜訪主題對象。換句話說狹義不雅察者形式，是在分歧的對象之間傳遞數據的一種形式。
不雅察者形式應該是在面向對象編程中被年夜范圍應用的設計形式之一。從辦法論的角度動身，傳統的認知論以為，世界是由對象構成的，我們經由過程一直的不雅察和懂得就可以夠懂得對象的實質。全部人類的認知模子就是樹立在“不雅察”這類行動之上的。我們經由過程一直與世界中的其他對象交互，並不雅察之來懂得這個世界。異樣，在法式的世界中，我們構建的每個實例，也是經由過程不一直的與其他對象交互（檢查其他對象的狀況，或許轉變其他對象的狀況），並經由過程不雅察其他實例的變更並作出呼應，以來完勝利能。這也就是，為何會把不雅察形式零丁提出來，做一個專門的分析的緣由——在我看來他是許多其他設計形式的基本形式，而且是編程中極端主要的一種設計形式。
經典不雅察者形式
經典不雅察者形式被以為是對象的行動形式，又叫宣布-定閱(Publish/Subscribe)形式、模子-視圖(Model/View)形式、源-監聽器(Source/Listener)形式或附屬者(Dependents)形式。經典不雅察者形式界說了一種一對多的依附關系，讓多個不雅察者對象同時監聽某一個主題對象。這個主題對象在狀況上產生變更時，會告訴一切不雅察者對象，使它們可以或許主動更新本身或許做出響應的一些舉措。在文章一開端舉的例子就是典范不雅察者形式的運用。
而在IOS開辟中我們能夠會接觸到的經典不雅察者形式的完成方法，有這麼幾種：NSNotificationCenter、KVO、Delegate等
感知告訴方法
在經典不雅察者形式中，由於不雅察者感知到主題對象變更方法的分歧，又分為推模子和拉模子兩種方法。
推模子
主題對象向不雅察者推送主題的具體信息，不論不雅察者能否須要，推送的信息平日是主題對象的全體或許部門數據。推模子完成了不雅察者和主題對象的解耦，二者之間沒有過度的依附關系。然則推模子每次都邑以播送的方法，向一切不雅察者發送告訴。一切不雅察者主動的接收告訴。當告訴的內容過量時，多個不雅察者同時吸收，能夠會對收集、內存（有些時刻還會觸及IO）有較年夜影響。
在IOS中典范的推模子完成方法為NSNotificationCenter和KVO。
NSNotificationCenter
NSnotificationCenter是一種典范的有調劑中間的不雅察者形式完成方法。以NSNotificationCenter為中間，不雅察者往Center中注冊對某個主題對象的變更感興致，主題對象經由過程NSNotificationCenter停止變更播送。這類模子就是文章開端宣布定閱報紙在OC中的一品種似完成。一切的不雅察和監聽行動都向統一個中間注冊，一切對象的變更也都經由過程統一個中間向外播送。
SNotificationCenter就像一個關鍵一樣，處在全部不雅察者形式的焦點地位，調劑著新聞在不雅察者和監聽者之間傳遞。
一次完全的不雅察進程如上圖所示。全部進程中，症結的類有這麼幾個（引見次序依照完成次序）：
不雅察者Observer，普通繼續自NSObject，經由過程NSNotificationCenter的addObserver:selector:name:object接口來注冊對某一類型告訴感興致.在注冊時刻必定要留意，NSNotificationCenter不會對不雅察者停止援用計數+1的操作，我們在法式中釋放不雅察者的時刻，必定要去報從center中將其刊出了。
- (void) handleMessage:(NSNotification*)nc{
//解析新聞內容
NSDictionary* userInfo = [nc userInfo];
}
- (void) commonInit
{
//注冊不雅察者
[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(handleMessage:) name:kDZTestNotificatonMessage object:nil];
}
告訴中間NSNotificationCenter，告訴的關鍵。
主題對象，被不雅察的對象，經由過程postNotificationName:object:userInfo:發送某一類型告訴，播送轉變。
- (void) postMessage
{
[[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:kDZTestNotificatonMessage object:Nil userInfo:@{}];
}
告訴對象NSNotification，當有告訴來的時刻，Center會挪用不雅察者注冊的接口來播送告訴，同時傳遞存儲著更改內容的NSNotification對象。
apple版完成的NotificationCenter讓我用起來不太爽的幾個小成績
在應用NSNotificationCenter的時刻，從編程的角度來說我們常常不止是願望可以或許做到功效完成，還能願望編碼效力和全部工程的可保護性優越。而Apple供給的以NSNotificationCenter為中間的不雅察者形式完成，在可保護性和效力上存在以下缺陷：
每一個注冊的處所須要同時注冊一個函數，這將會帶來年夜量的編碼任務。細心剖析可以或許發明，其實我們每一個不雅察者每次注冊的函數簡直都是相同的。這就是種變相的CtrlCV，是典范的丑惡和難保護的代碼。
每一個不雅察者的回調函數，都須要對主題對象發送來的新聞停止解包的操作。從UserInfo中經由過程KeyValue的方法，將新聞解析出來，爾後停止操作。試想一下，工程中有100個處所，同時對後面中在呼應變更的函數中停止懂得包的操作。爾後期需求變更須要多傳一個內容的時刻，將會是一場保護上的災害。
當年夜范圍應用不雅察者形式的時刻，我們常常在dealloc處加上一句:
[[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self]
而在現實應用進程中，會發明該函數的機能是比擬低下的。在全部啟動進程中，停止了10000次RemoveObserver操作，
@implementation DZMessage
- (void) dealloc
{
[[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];
}
....
for (int i = ; i < ; i++) {
DZMessage* message = [DZMessage new];
}
經由過程下圖可以看出這一進程消費了23.4%的CPU，解釋這一函數的效力照樣很低的。
這照樣只要一種新聞類型的存鄙人有如許的成果，假如全部NotificationCenter中混淆著多種新聞類型，那末生怕關於機能來講將會是災害性的。
for (int i = 0 ; i < 10000; i++) {
DZMessage* message = [DZMessage new];
[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(handle) name:[@(i) stringValue] object:nil];
}
增長了多種新聞類型以後，RemoveObserver占用了啟動進程中63.9%的CPU消費。
而因為Apple沒有供給Center的源碼，所以修正這個Center簡直弗成能了。
改良版的有中間不雅察者形式（DZNotificationCenter）
GitHub地址 在設計的時刻斟酌到以上用起來不爽的處所，停止了優化：
將解包到履行函數的操作停止了封裝，只須要供給某新聞類型的解包block和新聞類型對應的protocol，當有新聞達到的時刻，新聞中間會停止同一解包，並直接挪用不雅察者響應的函數。
對不雅察者的保護機制停止優化（還未做完），晉升查找和刪除不雅察者的效力。
DZNotificationCenter的用法和NSNotificationCenter在注冊和刊出不雅察者的處所是一樣的，紛歧樣的處所在於，你在應用的時刻須要供給解析新聞的block。你可以經由過程兩種方法來供給。
直接注冊的方法
[DZDefaultNotificationCenter addDecodeNotificationBlock:^SEL(NSDictionary *userInfo, NSMutableArray *__autoreleasing *params) {
NSString* key = userInfo[@"key"];
if (params != NULL) {
*params = [NSMutableArray new];
}
[*params addObject:key];
return @selector(handleTestMessageWithKey:);
} forMessage:kDZMessageTest];
完成DZNotificationInitDelegaete協定，當全部工程中年夜范圍應用不雅察者的時刻，建議應用該方法。如許有益於同一治理一切的解析方法。
- (DZDecodeNotificationBlock) decodeNotification:(NSString *)message forCenter:(DZNotificationCenter *)center
{
if (message == kDZMessageTest) {
return ^(NSDictionary* userInfo, NSMutableArray* __autoreleasing* params){
NSString* key = userInfo[@"key"];
if (params != NULL) {
*params = [NSMutableArray new];
}
[*params addObject:key];
return @selector(handlePortMessage:);
};
}
return nil;
}
在應用的進程中為了，可以或許包管在不雅察者處可以或許回調雷同的函數，可以完成針對某一新聞類型的protocol
@protocol DZTestMessageInterface <NSObject> - (void) handleTestMessageWithKey:(NSString*)key; @end
如許就可以夠包管，在應用不雅察者的處所不消重復的拼函數名息爭析新聞內容了。
@interface DZViewController () <DZTestMessageInterface>
@end
@implementation DZViewController
....
- (void) handleTestMessageWithKey:(NSString *)key
{
self.showLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"get message with %@", key];
}
....
KVO
KVO的全稱是Key-Value Observer，即鍵值不雅察。是一種沒有中間關鍵的不雅察者形式的完成方法。一個主題對象治理一切依附於它的不雅察者對象，而且在本身狀況產生轉變的時刻自動告訴不雅察者對象。 讓我們先看一個完全的示例：
static NSString* const kKVOPathKey = @"key";
@implementation DZKVOTest
- (void) setMessage:(DZMessage *)message
{
if (message != _message) {
if (_message) {
[_message removeObserver:self forKeyPath:kKVOPathKey];
}
if (message) {
[message addObserver:self forKeyPath:kKVOPathKey options:NSKeyValueObservingOptionNew context:Nil];
}
_message = message;
}
}
- (void) observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context
{
if ([keyPath isEqual:kKVOPathKey] && object == _message) {
NSLog(@"get %@",change);
}
}
- (void) postMessage
{
_message.key = @"asdfasd";
}
@end
完成一次完全的轉變告訴進程，經由以下幾回進程:
注冊不雅察者[message addObserver:self forKeyPath:kKVOPathKey options:NSKeyValueObservingOptionNew context:Nil];
更改主題對象屬性的值，即觸發發送更改的告訴 _message.key = @"asdfasd";
在制訂的回調函數中，處置收到的更改告訴
- (void) observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context
{
if ([keyPath isEqual:kKVOPathKey] && object == _message) {
NSLog(@"get %@",change);
}
}
刊出不雅察者 [_message removeObserver:self forKeyPath:kKVOPathKey];
KVO完成道理
普通情形下關於應用Property的屬性，objc會為其主動添加鍵值不雅察功效，你只須要寫一句@property (noatomic, assign) float age 就可以夠取得age的鍵值不雅察功效。而為了更深刻的商量一下，KVO的完成道理我們先手動完成一下KVO：
@implementation DZKVOManual
- (void) setAge:(int)age
{
[self willChangeValueForKey:kKVOPathAge];
if (age !=_age) {
_age = age;
}
[self didChangeValueForKey:kKVOPathAge];
}
//經歷證 會先去挪用automaticallyNotifiesObserversForKey:當該函數沒有時才會挪用automaticallyNotifiesObserversOfAge。這個函數應當是編譯器，主動增長的一個函數，應用xcode可以或許主動提醒出來。切實其實很壯大。
//+(BOOL) automaticallyNotifiesObserversOfAge
//{
// return NO;
//}
+ (BOOL) automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key
{
if (key ==kKVOPathAge) {
return NO;
}
return [super automaticallyNotifiesObserversForKey:key];
}
@end
起首，須要手動完成屬性的 setter 辦法，並在設置操作的前後分離挪用 willChangeValueForKey: 和 didChangeValueForKey辦法，這兩個辦法用於告訴體系該 key 的屬性值行將和曾經變革了；
其次，要完成類辦法 automaticallyNotifiesObserversForKey，並在個中設置對該 key 不主動發送告訴（前往 NO 便可）。這裡要留意，對其它非手動完成的 key，要轉交給 super 來處置。
在這裡的手動完成，重要是手動完成了主題對象變革向外播送的進程。後續若何播送到不雅察者和不雅察者若何呼應我們沒有完成，其實這兩個進程apple曾經封裝的很好了，猜想一下的話，應當是主題對象會保護一個不雅察者的隊列，當自己屬性產生更改，接收到告訴的時刻，找到相干屬性的不雅察者隊列，順次挪用observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context來播送更改。 還有一個疑問，就是在主動完成KVO的時刻，體系能否和我們手動完成做了異樣的工作呢？
主動完成KVO及其道理
我們細心來不雅察一下在應用KVO的進程中類DZMessage的一個實例產生了甚麼變更： 在應用KVO之前：
當挪用Setter辦法，並打了斷點的時刻：
奇異的發明類的isa指針產生了變更，我們本來的類叫做DZMessage，而應用KVO後類名釀成了NSKVONotifying_DZMessage。這解釋objc在運轉時對我們的類做了些甚麼。
我們從Apple的文檔Key-Value Observing Implementation Details找到了一些線索。
Automatic key-value observing is implemented using a technique called isa-swizzling. The isa pointer, as the name suggests, points to the object's class which maintains a dispatch table.This dispatch table essentially contains pointers to the methods the class implements, among other data. When an observer is registered for an attribute of an object the isa pointer of the observed object is modified, pointing to an intermediate class rather than at the true class. As a result the value of the isa pointer does not necessarily reflect the actual class of the instance. You should never rely on the isa pointer to determine class membership. Instead, you should use the class method to determine the class of an object instance.
當某一個類的實例第一次應用KVO的時刻，體系就會在運轉時代靜態的創立該類的一個派生類，該類的定名規矩普通是以NSKVONotifying為前綴，以本來的類名為後綴。而且將原型的對象的isa指針指向該派生類。同時在派生類中重載了應用KVO的屬性的setter辦法，在重載的setter辦法中完成真實的告訴機制，正如後面我們手動完成KVO一樣。這麼做是基於設置屬性會挪用 setter 辦法，而經由過程重寫就取得了 KVO 須要的告訴機制。固然條件是要經由過程遵守 KVO 的屬性設置方法來變革屬性值，假如僅是直接修正屬性對應的成員變量，是沒法完成 KVO 的。
同時派生類還重寫了 class 辦法以“誘騙”內部挪用者它就是起先的誰人類。是以這個對象就成為該派生類的對象了，因此在該對象上對 setter 的挪用就會挪用重寫的 setter，從而激活鍵值告訴機制。另外，派生類還重寫了 dealloc 辦法來釋放資本。
拉模子
拉模子是指主題對象在告訴不雅察者的時刻，只傳遞大批信息或許只是告訴變更。假如不雅察者需求要更詳細的信息，由不雅察者自動從主題對象中拉取數據。比擬推模子來講，拉模子加倍自在，不雅察者只需曉得無情況產生就行了，至於甚麼時刻獲得、獲得那些內容、乃至能否獲得都可以自立決議。然則，卻存在兩個成績：
假如某個不雅察者呼應過慢，能夠會漏失落之前告訴的內容
不雅察者必需保留一個對目的對象的援用，並且還須要懂得主題對象的構造，這就使不雅察者發生了對主題對象的依附。
能夠每種設計形式都邑存在或多或少的一些弊病，然則他們切實其實可以或許處理成績，也有更多有效的處所。在應用的時刻，就須要我們衡量利害，做出一個適合的選擇。而工程師的價值就表現在，可以或許在紛紛龐雜的對象世界中找到最有用的誰人。而假如核桃沒被砸開，不是你手力量不年夜的成績，而是你選錯了對象，誰讓你非得用門縫夾，不消錘子呢！
固然，下面那段屬於題外話。言歸正傳，在OBJC編程中，典范的一種拉模子的完成是delegate。能夠許多人會分歧意我的不雅點，說delegate應該是拜托形式。好吧，我不否定，delegate切實其實是拜托形式的一種極端典范的完成方法。然則這其實不妨害，他也是一種不雅察者形式。其實原來各類設計形式之間就不是泾渭清楚的。在應用息爭釋的時刻，只需你可以或許說得通，並且可以或許處理成績就行了，沒需要糾纏他們的名字。而在告訴變更這個工作上delegate切實其實是可以或許處理成績的。
我們來看一個應用delegate完成拉模子的不雅察者的例子：
先完成一個delegate便利注冊不雅察者，和回調函數
@class DZClient; @protocol DZClientChangedDelegate <NSObject> - (void) client:(DZClient*)client didChangedContent:(NSString*)key; @end @interface DZClient : NSObject @property (nonatomic, weak) id<DZClientChangedDelegate> delegate; @property (nonatomic, strong) NSString* key; @end
注冊不雅察者
//DZAppDelegate DZClient* client = [DZClient new]; client.delegate = self; client.key = @"aa";
當主題對象的屬性產生轉變的時刻，發送內容有變更的告訴
@implementation DZClient
- (void) setKey:(NSString *)key
{
if (_key != key) {
_key = key;
if ([_delegate respondsToSelector:@selector(client:didChangedContent:)]) {
[_delegate client:self didChangedContent:@"key"];
}
}
}
不雅察者收到主題對象有變更的告訴後，自動去拉取變更的內容。
//DZAppDelegate
- (void) client:(DZClient *)client didChangedContent:(NSString *)key
{
if ([key isEqual: @"key"]) {
NSLog(@"get changed key %@",client.key);
}
}
狹義不雅察者形式
在下面引見了，不雅察者主動的接收主題轉變的經典意義上的不雅察者形式以後，我們再來看一下狹義不雅察者形式。固然下面所講的經典不雅察者形式，也是一種一種傳遞數據的方法。狹義不雅察者涵蓋了經典不雅察者形式。
常常我們會有須要在“不雅察者”和“主題對象”之間傳遞變更的數據。而這類情形下，主題對象能夠不會像經典不雅察者形式中的主題對象那樣勤奮，在產生轉變的時刻一直的播送。在狹義不雅察者形式中，主題對象能夠是懶散的，而是由不雅察者經由過程一直的查詢主題對象的狀況，來獲知轉變的內容。
我們熟習的辦事器CS架構，一直比擬典范的冠以不雅察者形式，辦事器是伺服的，期待著客戶真個拜訪，客戶端經由過程拜訪辦事器來獲得最新的內容，而不是辦事器自動的推送。
之所以，要提出狹義不雅察者形式如許一個概念。是為了商量一下不雅察者形式的實質。便利我們可以或許更深入的懂得不雅察者形式，而且公道的應用它。並且我們日常平凡更多的將留意力放在了告訴變更下面，而不雅察者基本的目標是在於，在不雅察者和主題對象之間，傳遞變更的數據。這些數據能夠是變更這個事宜自己，也能夠是變更的內容，乃至能夠是一些其他的內容。
從變更數據傳遞的角度來思慮的話，可以或許完成這個的形式和戰略其實是數不堪數，好比傳統的收集CS模子，好比KVC等等。在這裡就先不具體睜開評論辯論了。
以上所述是本文給年夜家引見的IOS不雅察者設計形式，願望年夜家愛好。
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