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你真的了解iOS代理设计模式吗?

你真的了解iOS代理设计模式吗?

本文是投稿文章,作者: 刘小壮

在项目中我们经常会用到代理的设计模式,这是iOS中一种消息传递的方式,也可以通过这种方式来传递一些参数。这篇文章会涵盖代理的使用技巧和原理,以及代理的内存管理等方面的知识。我会通过这些方面的知识,带大家真正领略代理的奥妙。写的有点多,但都是干货,我能写下去,不知道你有没有耐心看下去。本人能力有限,如果文章中有什么问题或没有讲到的点,请帮忙指出,十分感谢!

iOS中消息传递方式

在iOS中有很多种消息传递方式,这里先简单介绍一下各种消息传递方式。

  • 通知:在iOS中由通知中心进行消息接收和消息广播,是一种一对多的消息传递方式。

  • 代理:是一种通用的设计模式,iOS中对代理支持的很好,由代理对象、委托者、协议三部分组成。

  • block:iOS4.0中引入的一种回调方法,可以将回调处理代码直接写在block代码块中,看起来逻辑清晰代码整齐。

  • target action:通过将对象传递到另一个类中,在另一个类中将该对象当做target的方式,来调用该对象方法,从内存角度来说和代理类似。

  • KVO:NSObject的Category-NSKeyValueObserving,通过属性监听的方式来监测某个值的变化,当值发生变化时调用KVO的回调方法。

…..当然还有其他回调方式,这里只是简单的列举。

代理的基本使用

代理是一种通用的设计模式,在iOS中对代理设计模式支持的很好,有特定的语法来实现代理模式,OC语言可以通过@Protocol实现协议。

代理主要由三部分组成:

  • 协议:用来指定代理双方可以做什么,必须做什么。

  • 代理:根据指定的协议,完成委托方需要实现的功能。

  • 委托:根据指定的协议,指定代理去完成什么功能。

这里用一张图来阐述一下三方之间的关系:

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图例

Protocol-协议的概念

从上图中我们可以看到三方之间的关系,在实际应用中通过协议来规定代理双方的行为,协议中的内容一般都是方法列表,当然也可以定义属性,我会在后续文章中顺带讲一下协议中定义属性。

协议是公共的定义,如果只是某个类使用,我们常做的就是写在某个类中。如果是多个类都是用同一个协议,建议创建一个Protocol文件,在这个文件中定义协议。遵循的协议可以被继承,例如我们常用的UITableView,由于继承自UIScrollView的缘故,所以也将UIScrollViewDelegate继承了过来,我们可以通过代理方法获取UITableView偏移量等状态参数。

协议只能定义公用的一套接口,类似于一个约束代理双方的作用。但不能提供具体的实现方法,实现方法需要代理对象去实现。协议可以继承其他协议,并且可以继承多个协议,在iOS中对象是不支持多继承的,而协议可以多继承。

// 当前协议继承了三个协议,这样其他三个协议中的方法列表都会被继承过来 @protocol LoginProtocol - (void)userLoginWithUsername:(NSString *)username password:(NSString *)password; @end

协议有两个修饰符@optional和@required,创建一个协议如果没有声明,默认是@required状态的。这两个修饰符只是约定代理是否强制需要遵守协议,如果@required状态的方法代理没有遵守,会报一个黄色的警告,只是起一个约束的作用,没有其他功能。

无论是@optional还是@required,在委托方调用代理方法时都需要做一个判断,判断代理是否实现当前方法,否则会导致崩溃。

示例:

// 判断代理对象是否实现这个方法,没有实现会导致崩溃 if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(userLoginWithUsername:password:)]) {     [self.delegate userLoginWithUsername:self.username.text password:self.password.text]; }

下面我们将用一个小例子来讲解一下这个问题:

示例:假设我在公司正在敲代码,敲的正开心呢,突然口渴了,想喝一瓶红茶。这时我就可以拿起手机去外卖app上定一个红茶,然后外卖app就会下单给店铺并让店铺给我送过来。

这个过程中,外卖app就是我的代理,我就是委托方,我买了一瓶红茶并付给外卖app钱,这就是购买协议。我只需要从外卖app上购买就可以,具体的操作都由外卖app去处理,我只需要最后接收这瓶红茶就可以。我付的钱就是参数,最后送过来的红茶就是处理结果。

但是我买红茶的同时,我还想吃一份必胜客披萨,我需要另外向必胜客app去订餐,上面的外卖app并没有这个功能。我又向必胜客购买了一份披萨,必胜客当做我的代理去为我做这份披萨,并最后送到我手里。这就是多个代理对象,我就是委托方。

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代理

在iOS中一个代理可以有多个委托方,而一个委托方也可以有多个代理。我指定了外卖app和必胜客两个代理,也可以再指定麦当劳等多个代理,委托方也可以为多个代理服务。

代理对象在很多情况下其实是可以复用的,可以创建多个代理对象为多个委托方服务,在下面将会通过一个小例子介绍一下控制器代理的复用。

下面是一个简单的代理:

首先定义一个协议类,来定义公共协议

#import @protocol LoginProtocol @optional - (void)userLoginWithUsername:(NSString *)username password:(NSString *)password; @end

定义委托类,这里简单实现了一个用户登录功能,将用户登录后的账号密码传递出去,有代理来处理具体登录细节。

#import #import "LoginProtocol.h" /**  *  当前类是委托类。用户登录后,让代理对象去实现登录的具体细节,委托类不需要知道其中实现的具体细节。  */ @interface LoginViewController : UIViewController // 通过属性来设置代理对象 @property (nonatomic, weak) id delegate; @end  实现部分:  @implementation LoginViewController - (void)loginButtonClick:(UIButton *)button {   // 判断代理对象是否实现这个方法,没有实现会导致崩溃   if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(userLoginWithUsername:password:)]) {       // 调用代理对象的登录方法,代理对象去实现登录方法       [self.delegate userLoginWithUsername:self.username.text password:self.password.text];   } }

代理方,实现具体的登录流程,委托方不需要知道实现细节。

// 遵守登录协议 @interface ViewController ()   @end  @implementation ViewController - (void)viewDidLoad {     [super viewDidLoad];      LoginViewController *loginVC = [[LoginViewController alloc] init];     loginVC.delegate = self;     [self.navigationController pushViewController:loginVC animated:YES]; }  /**  *  代理方实现具体登录细节  */ - (void)userLoginWithUsername:(NSString *)username password:(NSString *)password {     NSLog(@"username : %@, password : %@", username, password); }

代理使用原理

代理实现流程

在iOS中代理的本质就是代理对象内存的传递和操作,我们在委托类设置代理对象后,实际上只是用一个id类型的指针将代理对象进行了一个弱引用。委托方让代理方执行操作,实际上是在委托类中向这个id类型指针指向的对象发送消息,而这个id类型指针指向的对象,就是代理对象。

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代理原理

通过上面这张图我们发现,其实委托方的代理属性本质上就是代理对象自身,设置委托代理就是代理属性指针指向代理对象,相当于代理对象只是在委托方中调用自己的方法,如果方法没有实现就会导致崩溃。从崩溃的信息上来看,就可以看出来是代理方没有实现协议中的方法导致的崩溃。

而协议只是一种语法,是声明委托方中的代理属性可以调用协议中声明的方法,而协议中方法的实现还是有代理方完成,而协议方和委托方都不知道代理方有没有完成,也不需要知道怎么完成。

代理内存管理

为什么我们设置代理属性都使用weak呢?

我们定义的指针默认都是__strong类型的,而属性本质上也是一个成员变量和set、get方法构成的,strong类型的指针会造成强引用,必定会影响一个对象的生命周期,这也就会形成循环引用。

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强引用

上图中,由于代理对象使用强引用指针,引用创建的委托方LoginVC对象,并且成为LoginVC的代理。这就会导致LoginVC的delegate属性强引用代理对象,导致循环引用的问题,最终两个对象都无法正常释放。

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弱引用

我们将LoginVC对象的delegate属性,设置为弱引用属性。这样在代理对象生命周期存在时,可以正常为我们工作,如果代理对象被释放,委托方和代理对象都不会因为内存释放导致的Crash。

但是,这样还有点问题,真的不会崩溃吗?

下面两种方式都是弱引用代理对象,但是第一种在代理对象被释放后不会导致崩溃,而第二种会导致崩溃。

@property (nonatomic, weak) iddelegate; @property (nonatomic, assign) iddelegate;

weak和assign是一种“非拥有关系”的指针,通过这两种修饰符修饰的指针变量,都不会改变被引用对象的引用计数。但是在一个对象被释放后,weak会自动将指针指向nil,而assign则不会。在iOS中,向nil发送消息时不会导致崩溃的,所以assign就会导致野指针的错误unrecognized selector sent to instance。

所以我们如果修饰代理属性,还是用weak修饰吧,比较安全。

控制器瘦身-代理对象

为什么要使用代理对象?

随着项目越来越复杂,控制器也随着业务的增加而变得越来越臃肿。对于这种情况,很多人都想到了最近比较火的MVVM设计模式。但是这种模式学习曲线很大不好掌握,对于新项目来说可以使用,对于一个已经很复杂的大中型项目,就不太好动框架这层的东西了。

在项目中用到比较多的控件应该就有UITableView了,有的页面往往UITableView的处理逻辑很多,这就是导致控制器臃肿的一个很大的原因。对于这种问题,我们可以考虑给控制器瘦身,通过代理对象的方式给控制器瘦身。

什么是代理对象

这是平常控制器使用UITableView(图画的难看,主要是意思理解就行)

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常用写法

这是我们优化之后的控制器构成

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代理对象

从上面两张图可以看出,我们将UITableView的delegate和DataSource单独拿出来,由一个代理对象类进行控制,只将必须控制器处理的逻辑传递给控制器处理。

UITableView的数据处理、展示逻辑和简单的逻辑交互都由代理对象去处理,和控制器相关的逻辑处理传递出来,交由控制器来处理,这样控制器的工作少了很多,而且耦合度也大大降低了。这样一来,我们只需要将需要处理的工作交由代理对象处理,并传入一些参数即可。

下面我们用一段代码来实现一个简单的代理对象

代理对象.h文件的声明

typedef void (^selectCell) (NSIndexPath *indexPath); /**  *  代理对象(UITableView的协议需要声明在.h文件中,不然外界在使用的时候会报黄色警告,看起来不太舒服)  */ @interface TableViewDelegateObj : NSObject [UITableViewDelegate, UITableViewDataSource](因识别问题,这里将尖括号改为方括号)  /**  *  创建代理对象实例,并将数据列表传进去  *  代理对象将消息传递出去,是通过block的方式向外传递消息的  *  @return 返回实例对象  */ + (instancetype)createTableViewDelegateWithDataList:(NSArray *)dataList                                         selectBlock:(selectCell)selectBlock; @end

代理对象.m文件中的实现

#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];     // 将点击事件通过block的方式传递出去     self.selectBlock(indexPath); } @end

外界控制器的调用非常简单,几行代码就搞定了。

self.tableDelegate = [TableViewDelegateObj createTableViewDelegateWithDataList:self.dataList                                                                     selectBlock:^(NSIndexPath *indexPath) {     NSLog(@"点击了%ld行cell", (long)indexPath.row); }]; self.tableView.delegate = self.tableDelegate; self.tableView.dataSource = self.tableDelegate;

在控制器中只需要创建一个代理对象类,并将UITableView的delegate和dataSource都交给代理对象去处理,让代理对象成为UITableView的代理,解决了控制器臃肿以及和UITableView的解藕。

上面的代码只是简单的实现了点击cell的功能,如果有其他需求大多也都可以在代理对象中进行处理。使用代理对象类还有一个好处,就是如果多个UITableView逻辑一样或类似,代理对象是可以复用的。

非正式协议

简介

在iOS2.0之前还没有引入@Protocol正式协议之前,实现协议的功能主要是通过给NSObject添加Category的方式。这种通过Category的方式,相对于iOS2.0之后引入的@Protocol,就叫做非正式协议。

正如上面所说的,非正式协议一般都是以NSObject的Category的方式存在的。由于是对NSObject进行的Category,所以所有基于NSObject的子类,都接受了所定义的非正式协议。对于@Protocol来说编译器会在编译期检查语法错误,而非正式协议则不会检查是否实现。

非正式协议中没有@Protocol的@optional和@required之分,和@Protocol一样在调用的时候,需要进行判断方法是否实现。

// 由于是使用的Category,所以需要用self来判断方法是否实现 if ([self respondsToSelector:@selector(userLoginWithUsername:password:)]) {     [self userLoginWithUsername:self.username.text password:self.password.text]; }

非正式协议示例

在iOS早期也使用了大量非正式协议,例如CALayerDelegate就是非正式协议的一种实现,非正式协议本质上就是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的选择

在iOS中的回调方法有很多,而代理和block功能更加相似,都是直接进行回调,那我们应该用哪个呢,或者说哪个更好呢?

其实这两种消息传递的方式,没有哪个更好、哪个不好直说….我们应该区分的是在什么情况下应该用什么,用什么更合适!下面我将会简单的介绍一下在不同情况下代理和block的选择:

  • 多个消息传递,应该使用delegate。在有多个消息传递时,用delegate实现更合适,看起来也更清晰。block就不太好了,这个时候block反而不便于维护,而且看起来非常臃肿,很别扭。例如UIKit的UITableView中有很多代理如果都换成block实现,我们脑海里想一下这个场景,这里就不用代码写例子了…..那简直看起来不能忍受。

  • 一个委托对象的代理属性只能有一个代理对象,如果想要委托对象调用多个代理对象的回调应该用block。

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代理

上面图中代理1可以被设置,代理2和代理3设置的时候被划了叉,是因为这个步骤是错误的操作。我们上面说过,delegate只是一个保存某个代理对象的地址,如果设置多个代理相当于重新赋值,只有最后一个设置的代理才会被真正赋值。

  • 单例对象最好不要用delegate。单例对象由于始终都只是同一个对象,如果使用delegate,就会造成我们上面说的delegate属性被重新赋值的问题,最终只能有一个对象可以正常响应代理方法。

这种情况我们可以使用block的方式,在主线程的多个对象中使用block都是没问题的,下面我们将用一个循环暴力测试一下block到底有没有问题。

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创建了一个新的队列,并且将最大并发数设置为10,然后创建一个100次的循环。我们在多线程情况下测试单例在block的情况下能否正常使用,答案是可以的。但是我们还是需要注意一点,在多线程情况下因为是单例对象,我们对block中必要的地方加锁,防止资源抢夺的问题发生。

  • 代理是可选的,而block在方法调用的时候只能通过将某个参数传递一个nil进去,只不过这并不是什么大问题,没有代码洁癖的可以忽略。

[self downloadTaskWithResumeData:resumeData                   sessionManager:manager                         savePath:savePath                    progressBlock:nil                     successBlock:successBlock                     failureBlock:failureBlock];
  • 代理更加面相过程,block则更面向结果。从设计模式的角度来说,代理更佳面向过程,而block更佳面向结果。例如我们使用NSXMLParserDelegate代理进行XML解析,NSXMLParserDelegate中有很多代理方法,NSXMLParser会不间断调用这些方法将一些转换的参数传递出来,这就是NSXMLParser解析流程,这些通过代理来展现比较合适。而例如一个网络请求回来,就通过success、failure代码块来展示就比较好。

  • 从性能上来说,block的性能消耗要略大于delegate,因为block会涉及到栈区向堆区拷贝等操作,时间和空间上的消耗都大于代理。而代理只是定义了一个方法列表,在遵守协议对象的objc_protocol_list中添加一个节点,在运行时向遵守协议的对象发送消息即可。这篇文章并不是讲block的,所以不对此做过多叙述。唐巧有一篇文章介绍过block,非常推荐这篇文章去深入学习block。 文章地址

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