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实现一个优雅的iOS事件总线

百家作者：程序员之家 2019-04-27 15:51:01

作者丨黄文臣?
https://blog.csdn.net/Hello_Hwc/article/details/81023561?

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)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，然后在dealloc的时候调用他们的dispose。

-?(void)dealloc{
????for?(id?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)next:(QTEventNextBlock)hander;
@property?(readonly)?QTEventSubscriberMaker?*(^atQueue)(dispatch_queue_t);
@property?(readonly)?QTEventSubscriberMaker?*(^ofType)(NSString?*);
@property?(readonly)?QTEventSubscriberMaker?*(^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?*(^)(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)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)next:(QTEventNextBlock)hander;
@end