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实现一个优雅的iOS事件总线

2018-08-06 19:01 iOS开发

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作者:黄文臣

https://blog.csdn.net/Hello_Hwc/article/details/81023561

iOS开发整理发布,转载请联系作者获得授权


目标

订阅登录事件LoginEvent,当self dealloc时候自动取消订阅

[QTSub(self, LoginEvent) next:^(LoginEvent *event) {

}];

订阅通知NSNotification,当self dealloc的时候自动取消订阅

//订阅通知name
[QTSubNoti(self,"name") next:^(NSNotification *event) {

}];
//订阅App将要关闭
[[self subscribeAppWillTerminate] next:^(NSNotification *event) {

}];

并且XCode可以自动推断类型

好了,开始啰里八嗦讲原理和设计了,做好准备,文章挺长的。不想看我啰嗦,代码在这里。

Notification的痛点

Cocoa Touch提供了一种消息中心机制:NSNotificationCenter,相信iOS开发者都很熟悉了,

  • addObserver 订阅通知

  • postNotification 发送通知

  • removeObserver 取消订阅

当然,还有一个接口是比较容易忽略的,就是利用block注册订阅

NSNotificationCenter * center = [NSNotificationCenter defaultCenter];
id<NSObject> token = [center addObserverForName:@"name"
                                         object:nil
                                          queue:nil
                                     usingBlock:^(NSNotification * _Nonnull note) {

                                    }];
[center removeObserver:token]

实际开发中,Notification又有哪些痛点呢?

Name如何管理?

方式一:hardcode在代码里

[center addObserverForName:@"UserLoginNotification" ...]

优点:无需额外的import,松耦合。
缺点:修改和版本管理麻烦

方式二:在相关模块的源文件里,比如登录成功的通知放在登录模块里。

//.h文件
extern NSString * const UserLoginNotification; //登录成功
//.m文件
NSString * const UserLoginNotification = @"UserLoginNotification";

优点:便于修改和版本管理
缺点:需要import引入对应的模块,导致强耦合模块,但是得到的却是弱类型。

有些同学喜欢把name堆到一个头文件里,这种设计理念是不符合软件设计原则的:“接口隔离原则,不应该强制客户端依赖那些他们不需要的接口”。想想也有道理:我不需要的通知为啥让我引入进来对吧?。

弱类型

常见的用Notification传递消息的方式是UserInfo,然后声明各种key

extern NSString * const kUserId; //用户id

接收者取出信息

NSString * userId = [notification.userInfo objectForKey: kUserId];

缺点:必须看文档或者源代码才知道通知里具体有什么,字典是弱类型的,不易做接口的版本管理。

弱类型还有个明显的劣势就是无法在编译期找到类型不匹配的问题。

优点:只要userInfo是JSON,就是松耦合的。

胶水代码

使用Notificaton不得不写很多胶水代码

取消监听,不然会crash

- (void)dealloc{
    [center removeObserver:self];
}

取出通知内容

NSString * userId = [notification.userInfo objectForKey:@"userId"]

小结

总的来说,NotificationCenter的通信方式在完全松耦合的场景下是很适用的:发送者不用关心接收者,发送者和接受者统一按照JSON等协议通信。

而实际开发中,很多时候我们并不需要松耦合的通信

  • 业务层代码的通信需要松耦合,因为两个业务通常是独立开发迭代,通信按照指定协议即可,不可能开发的时候强制要import另一个业务代码进来。

  • 像登录这种基础服务代码,本质上不属于业务,开发的时候往往需要import对应的framework进来,这时候强类型的通信方式往往更好。

相信我,和基础服务代码通信的频率要远高于业务之间通信,甚至业务之间的通信很多时候也可以沉入到Service层。

总线

总线本质上是”发布-订阅”这种消息范式:订阅者不关心消息由谁发送;接收者也不关系消息由谁接收。

总线是为了解决模块或者类之间消息通信而存在的,如果我们要实现一个总线,我们我们希望它能有哪些特点呢?

  • 接口友好,接口友好,接口友好,重要的事情说三遍

    • 不需要手动取消监听

    • 参数少,方法短,阅读起来一目了然

    • 基于block的回调,降低上下文理解难度

  • 兼容Notification

  • 效率高

  • 支持强类型/弱类型

定义事件

Notification用字符串来唯一事件,用一个类就代表了所有通知。而我们需要同时支持强类型和弱类型事件,怎么办呢?

  • 用类名来区分事件,从而实现强类型:订阅者subscribe类名,发布者dispatch类。

  • 用字符串eventType来对类事件进行二级划分,从而实现弱类型。

协议定义如下

@protocol QTEvent<NSObject>
@optional
- (NSString *)eventType;
@end

这样,我们就可以兼容Notification了

@interface NSNotification (QTEvent)<QTEvent>
@end
@implementation NSNotification (QTEvent)
- (NSString *)eventType{
    return self.name;
}
@end

然后强类型事件client自己定义类,弱类型事件可以采用框架提供的统一类,比如:

@interface QTJsonEvent : NSObject<QTEvent>
+ (instancetype)eventWithId:(NSString *)uniqueId jsonObject:(NSDictionary *)data;
@end

接口

由于我们的事件是用类来定义的,所以接口不难定义:

@interface QTEventBus : NSObject
- (...)on:(Class)eventClass; //订阅事件
- (void)dispatch:(id<QTEvent>)event; //发布事件
@end

取消监听

手动取消

我们需要返回给client一个数据结构来取消监听,我们选择抽象的协议作为返回

@protocol QTEventToken<NSObject>
//取消监听
- (void)dispose;
@end

用协议作为返回值的好处是隐藏了内部的实现,这样内部实现就可以独立的变化,而对外透明。

然后内部创建一个具体的类,并且在dispose调用一个传入的block,在传入的block取消订阅

这是函数式的编程思想,把dispose抽象成一个传入的函数。

@interface _QTEventToken: NSObject<QTEventToken>
...
- (void)dispose{
    @synchronized(self){
        if (_isDisposed) {
            return;
        }
        _isDisposed = YES;
    }
    if (self.onDispose) {
        self.onDispose(self.uniqueId);
    }
}

自动取消

如何实现自动取消订阅呢?根据二八原则,我们来思考下百分之八十的情况下在什么时候取消监听?

在对象释放的时候。

如果回调方式选择target/action,可以选择支持弱引用的集合(NSMapTable等)。但是我们设计的回调接口是基于block的,总线必须强持有这个block,所以就不能简单的使用这些弱引用集合了。

那么,如何知道一个对象被释放了呢?

关联对象

由于一个对象可能多次调用,所以我们的关联对象应该支持一次取消多个注册。QTDisposeBag接收多个id<QTEventToken>,然后在dealloc的时候调用他们的dispose。

- (void)dealloc{
    for (id<QTEventToken> token in self.tokens) {
        if ([token respondsToSelector:@selector(dispose)]) {
            [token dispose];
        }
    }
}

然后,用关联对象的方式,绑定到指定对象上,这样它的生命周期就和指定对象绑定在一起了

- (QTDisposeBag *)eb_disposeBag{
    QTDisposeBag * bag = objc_getAssociatedObject(self, &event_bus_disposeContext);
    if (!bag) {
        bag = [[QTDisposeBag alloc] init];
        objc_setAssociatedObject(self, &event_bus_disposeContext, bag, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
    }
    return bag;
}

效率

在分析效率之前,我们下来看看总线的数据模型:

一个ClassName对应着多个监听者: Name -> [subscribers],而总线维护着多个这种映射关系。

最直接想到的数据结构:字典嵌套数组,但是我们都知道数组删除一个元素的时候是需要额外的s时间消耗的,平均O(n)。

为了实现增加和删除效率是O(1),可以选择另外一种数据结构:双线链表。

所以,最后我们的数据结构是:字典 + 双向链表,这样我们在增加和删除元素的时间消耗都是O(1)的。

当然由于总线有可能在多个线程被调用,所以这个数据结构应该是线程安全的。

链式参数

我们来思考下注册Event的时候,有哪些变量:

  1. 回调block执行的队列: queue

  2. 和哪个对象的生命周期绑定在一起:object

  3. 事件的二级划分:eventType

  4. 回调的代码块:next

这四个变量除了next是必须的,其他的都是可选的。一种很笨的做法是穷举法:

[bus subscribeNext:]
[bus subscribeOnQueue:next:]
[bus subscribeOnQueue:freeWith:next]
...

这种复杂对象的创建,我们可以用一个工厂来一步步创建:

typedef void (^QTEventNextBlock)(Value event);
@interface QTEventSubscriberMaker<Value> : NSObject
- (id<QTEventToken>)next:(QTEventNextBlock)hander;
@property (readonly) QTEventSubscriberMaker<Value> *(^atQueue)(dispatch_queue_t);
@property (readonly) QTEventSubscriberMaker<Value> *(^ofType)(NSString *);
@property (readonly) QTEventSubscriberMaker<Value> *(^freeWith)(id);
@end

EventBus提供一个接口返回QTEventSubscriberMaker对象,让client用组合的方式创建:

- (QTEventSubscriberMaker<id> *(^)(Class eventClass))on{
    //返回一个block,从而实现点语法
    return ^QTEventSubscriberMaker *(Class eventClass){...};
}

接着就可以用点语法任意组合参数了:

bus.on(LoginEvent.class).atQueue(main).next(^(LoginEvent * event{

}));

简化接口

我们的监听要跟着某一个对象的生命周期走,这时候添加一个NSObject的Category,让self成为一个参数输入能够进一步简化调用流程

@implementation NSObject (QTEventBus)
- (QTEventSubscriberMaker *)subscribe:(Class)eventClass{
    return [QTEventBus shared].on(eventClass).freeWith(self);
}
@end

线程模型

事件的派发可以分为两个步骤:发送者dispatch,接收者回调block

设计回调的时候,有一些问题不得不考虑:那就是整个通信过程是同步还是异步的?都设计成异步的可以吗?

当然不可以都设计成异步的,举个简单的例子:在某些事件的时候,你需要完成某些初始化工作,这些初始化工作未完成的时候,当前线程是不可以走下去的。

所以线程模型默认的设计成了同步,也就是说:发送方dispatch -> eventbus分发 -> 执行回调block这些都是同步的。

通过提供方法,来实现dispatch和回调block的异步

//在总线内部队列上dispatch
- (void)dispatchOnBusQueue:(id<QTEvent>)event;
//主线程异步回调
bus.on(LoginEvent.class).atQueue(main)

神奇的宏定义

为了在编译期支持强类型,所以被QTEventSubscriberMaker定义成了范型类型

@interface QTEventSubscriberMaker<Value> : NSObject
typedef void (^QTEventNextBlock)(Value event) NS_SWIFT_UNAVAILABLE("");
- (id<QTEventToken>)next:(QTEventNextBlock)hander;
@end

但是这就有一个问题,我必须这么写,XCode才能自动推断出类型

QTEventSubscriberMaker<QTMockIdEvent *> * event = self.eventBus.on(QTMockIdEvent.class).ofType(_id).freeWith(self)
[event next:...]

毫无疑问这种接口是及其不友好的,并且这个代码还有个大问题:代码很长。

这时候一个强大工具可以帮助我们来解决这个问题:宏定义

比如这样的一个宏定义:

#define QTSub(_object_,_className_) ((QTEventSubscriberMaker<_className_ *> *)[_object_ subscribe:[_className_ class]])

总结

QTEventBus三部曲:

定义事件

@interface QTLoginEvent : NSObject<QTEvent>
@property (copy, nonatomic) NSString * userId;
@end

订阅事件

//注意eventBus会持有这个block,需要弱引用self
[QTSub(self,QTLoginEvent) next:^(QTLoginEvent * event) {
   NSLog(@"%ld",event.userId);
}];

发布事件

QTLoginEvent * event;
[QTEventBus.shared dispatch:event];

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