常见的通信方式
首先，对OC中常见的通讯方式我们做一个对比（KVC与KVO不在讨论范围）：
| 代理 | 通知 | Block | |
|---|---|---|---|
| 适用范围 | 一对一 | 一对多 | 一对一 |
| 使用方式 | 方法调用 | 通知名(字符串)监听 | 属性、方法参数、全局变量 |
| 是否允许返回值 | YES | NO | YES |
| 是否具有封闭性 | YES | NO | YES |
假如我们需要一种可以一对多，同时又需要有返回值（或者出于安全性考虑不希望公开）的情况，通知就不适用了，考虑下面的情形：
- 使用一个单例控制蓝牙连接断开等状态，但是有好几个类都需要监听蓝牙的状态？
- 希望App能够一键切换主题？
- 异步加载多种资源，想获取总的加载进度？
多播代理
C#中有一种委托形式称作多播委托，会顺序执行多个委托对象的对应函数。
OC中系统并没有提供类似的类型让我们使用，所以需要自己实现类似的功能。
多播代理相对于通知的优势
| 多播代理 | 通知 | |
|---|---|---|
| 接收范围 | 定点投放，只有已添加的代理可以接收到消息 | 全局都可接收，会暴露实现细节，广播出的参数中可能包含敏感信息 |
| 使用方式 | 方法调用，使用协议来约束代理者的方法实现 | 通知名(字符串)监听，容易出现问题，当项目中大量使用通知以后难以维护，极端情况会出现通知名重复的问题 |
| 是否允许返回值 | YES | NO |
| 是否具有封闭性 | YES | NO |
多播代理的实现思路
1.存储多个代理对象
OC中常规代理通常使用弱引用来避免循环引用，因此我们的多播代理中也需要使用能够存储弱引用对象的容器，这里有几种思路：
- 使用NSValue的
valueWithNonretainedObject:方法将对象打包，然后将打包后的NSValue对象添加到代理数组中。 - 创建一个新的类，在这个类中对代理对象进行弱引用（实质是对上一个思路的手动实现）。然后再将这个新类的实例添加到代理数组中。
- 使用NSHashTable存储代理对象，我们用到一个比较不常见的容器：NSHashTable
NSHashTable
iOS6以后，Foundation框架中新增了容器类：NSHashTable —— 它是可变的，没有一个不变的类与其对应。它的作用对应于NSMutableSet，但是它可以通过设置NSPointerFunctionsOptions参数来指定对象的引用类型：
NSHashTableStrongMemory：将容器内的对象引用计数+1一次(即strong)
NSHashTableCopyIn：将添加到容器的对象通过NSCopying中的方法，复制一个新的对象存入容器(即copy)
NSHashTableZeroingWeakMemory：使用weak存储对象，当对象被销毁的时候自动将其从集合中移除。(已弃用)
NSHashTableObjectPointerPersonality： 使用移位指针(shifted pointer)来做hash检测及确定两个对象是否相等(而不是使用NSObject中的hash方法)
NSHashTableWeakMemory：不会修改容器内对象元素的引用计数，并且对象释放后，会被自动移除(即weak)
ps NSHashTableWeakMemory的对象释放后，NSHashTable中其实是置空（NSHashTable可以保存空对象），但遍历时不会遍历到该对象，相对于移除了。
2.添加代理对象
基于上面的选择，我们使用 NSHashTable 来管理存储和遍历代理对象，因此需要公开一个添加代理的方法：
- (void)addDelegate:(id )newDelegate;
3.调用代理方法
调用常规代理时，通常需要写以下写法：
if ([delegate respondsToSelector:@selector(<#方法名#>:)]) {
[delegate <#方法名#>:<#参数#>];
}
那么假如我们的代理协议中有多个方法，我们就需要对每个代理方法都写一次这样的代码，相当繁琐。
通常的简化方法是利用OC的消息转发机制，在方法转发过程中进行消息转发。
简单的多播代理流程
基于以上的思路，我们可以有一个大致的流程图：
简单的多播代理流程
改进方案
上面的方案实现了简单的多播代理，但是有一些缺陷：
- 如果该MutableDelegate类中有一个方法和代理协议中定义的方法同名，将导致消息转发的过程不会触发。
- 如果项目中需要用到多个多播代理，则需要实现多次上面的方法
- 多线程问题
1. 定义多代理转发类
这个类用来封装多代理实现，我们使用NSProxy子类来实现它：
@interface MulitiDelegate : NSProxy
/**
创建
@return MulitiDelegate对象
*/
+ (instancetype)new;
/**
添加代理
*/
- (void)addDelegate:(id)delegate;
/**
移除代理
*/
- (void)removeDelete:(id)delegate;
@end
2. 处理多线程同步问题
使用信号量解决多线程集合对象的同步问题:
//...
/// 信号量
@property ( nonatomic, strong ) dispatch_semaphore_t semaphore;
//...
/// 初始化
+ (id)alloc{
MulitiDelegate *instance = [super alloc];
if (instance) {
instance.semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
instance.delegates = [NSHashTable weakObjectsHashTable];
}
return instance;
}
/// 添加代理
- (void)addDelegate:(id)delegate{
dispatch_semaphore_wait(_semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
[_delegates addObject:delegate];
dispatch_semaphore_signal(_semaphore);
}
/// 移除代理
- (void)removeDelete:(id)delegate{
dispatch_semaphore_wait(_semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
[_delegates removeObject:delegate];
dispatch_semaphore_signal(_semaphore);
}
#pragma mark - 消息转发部分
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)selector {
dispatch_semaphore_wait(_semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSMethodSignature *methodSignature;
for (id delegate in _delegates) {
if ([delegate respondsToSelector:selector]) {
methodSignature = [delegate methodSignatureForSelector:selector];
break;
}
}
dispatch_semaphore_signal(_semaphore);
if (methodSignature){
return methodSignature;
}
// 未找到方法时，返回默认方法 "- (void)method"，防止崩溃
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
dispatch_semaphore_wait(_semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
// 为了避免造成递归死锁，copy一份delegates而不是直接用信号量将for循环包裹
NSHashTable *copyDelegates = [_delegates copy];
dispatch_semaphore_signal(_semaphore);
SEL selector = invocation.selector;
for (id delegate in copyDelegates) {
if ([delegate respondsToSelector:selector]) {
// 异步调用时，拷贝一个Invocation，以免意外修改target导致crash
NSInvocation *dupInvocation = [self copyInvocation:invocation];
dupInvocation.target = delegate;
// 异步调用多代理方法，以免响应不及时
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
[dupInvocation invoke];
});
}
}
}
- (NSInvocation *)copyInvocation:(NSInvocation *)invocation {
SEL selector = invocation.selector;
NSMethodSignature *methodSignature = invocation.methodSignature;
NSInvocation *copyInvocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:methodSignature];
copyInvocation.selector = selector;
NSUInteger count = methodSignature.numberOfArguments;
for (NSUInteger i = 2; i < count; i++) {
void *value;
[invocation getArgument:&value atIndex:i];
[copyInvocation setArgument:&value atIndex:i];
}
[copyInvocation retainArguments];
return copyInvocation;
}
使用方式
这里用一个简单的一键切换主题的例子来说明多播代理的使用方式：
主题管理器（ThemesManager）
创建一个单例主题管理器来管理我们的主题颜色，并能够添加和移除代理:
@protocol ThemesDelegate
/// 主题颜色改变
- (void)themesColorChanged:(UIColor *)themesColor;
@end
@interface ThemesManager : NSObject
/// 主题颜色
@property ( nonatomic, copy ) UIColor *themesColor;
/// 获取单例
+ (instancetype)sharedManager;
/// 添加、移除代理
- (void)addDelegate:(id)delegate;
- (void)removeDelegate:(id)delegate;
@end
在.m文件中需要实现单例（单例的代码建议定义成一个通用的宏定义，方便其他地方一起使用），然后使用之前定义的多播代理来进行“广播”:
#import "ThemesManager.h"
#import "MulitiDelegate.h"
@interface ThemesManager()
/// 多播代理
@property ( nonatomic, strong ) MulitiDelegate *delegateProxy;
@end
@implementation ThemesManager
@synthesize themesColor = _themesColor;
static ThemesManager *_manager = nil;
+ (instancetype)sharedManager{
return [[self alloc]init];
}
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
if (_manager == nil) {
_manager = [super allocWithZone:zone];
}
});
return _manager;
}
- (nonnull id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone {
return _manager;
}
- (nonnull id)mutableCopyWithZone:(nullable NSZone *)zone {
return _manager;
}
- (MulitiDelegate *)delegateProxy{
if (!_delegateProxy) {
_delegateProxy = [MulitiDelegate new];
}
return _delegateProxy;
}
- (void)addDelegate:(id)delegate {
[self.delegateProxy addDelegate:delegate];
}
- (void)removeDelegate:(id)delegate {
[self.delegateProxy removeDelete:delegate];
}
- (void)setThemesColor:(UIColor *)themesColor{
_themesColor = [themesColor copy];
[(id)self.delegateProxy themesColorChanged:_themesColor];
}
- (UIColor *)themesColor{
if (!_themesColor) {
// 默认颜色
_themesColor = [UIColor colorWithWhite:0.8f alpha:1.f];
}
return _themesColor;
}
@end
控制器们
通常我们会有一个专门的改变主题的界面和一些其他界面，这里就简单的使用同一个界面跳转和改变主题颜色:
#import "ThemesManager.h"
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
self.title = [NSString stringWithFormat:@"%d",self.index];
[[ThemesManager sharedManager]addDelegate:self];
self.view.backgroundColor = [ThemesManager sharedManager].themesColor;
}
- (IBAction)changeThemes:(id)sender {
[ThemesManager sharedManager].themesColor = [self randomColor];
}
- (UIColor *)randomColor {
// 生成随机颜色
CGFloat hue = arc4random() % 100 / 100.0; //色调：0.0 ~ 1.0
CGFloat saturation = (arc4random() % 50 / 100) + 0.5; //饱和度：0.5 ~ 1.0
CGFloat brightness = (arc4random() % 50 / 100) + 0.5; //亮度：0.5 ~ 1.0
return [UIColor colorWithHue:hue saturation:saturation brightness:brightness alpha:1];
}
- (IBAction)nextVC:(id)sender {
// 使用Storyboard创建VC
UIStoryboard *story = [UIStoryboard storyboardWithName:@"Main" bundle:[NSBundle mainBundle]];
ViewController *newVC = [story instantiateViewControllerWithIdentifier:@"ViewController"];
newVC.index = self.index + 1;
[self.navigationController pushViewController:newVC animated:YES];
}
#pragma mark - ThemesDelegate
- (void)themesColorChanged:(UIColor *)themesColor{
// 需要注意的是这里是异步调用，改变颜色需要在主线程
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.view.backgroundColor = themesColor;
});
}
@end
调用流程
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运行效果
image
最后加上返回值的获取代码，主要就是如何存储和判断类型，这里就不赘述了。
目前已开源到GitHub上，并支持pods使用啦~