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?

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:NSObjectCategoryNSKeyValueObserving,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:

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。

协议有两个修饰符@optional@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:

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。

代理

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

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。

代理方,实现具体的登录流程,委托方不需要知道实现细节。

代理使用原理

代理实现流程

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。

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setget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。

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LoginVCdelegate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。

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。

weakassign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)

常用写法

这是我们优化之后的控制器构成

代理对象

从上面两张图可以看出,我们将UITableViewdelegateDataSource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

代理对象.m文件中的实现

外界控制器的调用非常简单,几行代码就搞定了。

在控制器中只需要创建一个代理对象类,并将UITableViewdelegatedataSource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

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NSObjectCategory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@optional@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。

非正式协议示例

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

代理和block的选择

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UIKitUITableView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,如果想要委托对象回调多个代理对象应该用block。(这里主要是针对于对象内部属性不会对block进行引用的情况下,否则再调用同一个方法也会造成重新赋值问题)

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。

这里的block不是应用于声明在.h文件中属性回调的,主要是应用于方法回调的。例如现在有如下情况需要回调,用block可以但是用设置delegate的方式就不行了:“假设有block回调对象downloadImage类,同一个downloadImage对象带有block回调的方法,在多个类或多个地方进行回调,这种情况就更佳适合用block的方式了。“每调用一次方法就可以在block回调代码块中,进行自己的操作,比代理的方式更佳强大。

  • 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。

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。

  • 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successfailure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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