Effective Objective-C 学习（四）
掌握GCD及操作队列的使用时机
在执行后台任务时，GCD 并不一定是最佳方式。还有一种技术叫做 NSOperationQueue，它虽然与 GCD 不同，但是却与之相关，开发者可以把操作以 NSOperation 子类的形式放在队列中，而这些操作也能够并发执行。
GCD是纯C的API，而NSOperationQueue是Objective-C的对象。这意味着使用GCD时，任务通过块（block）来表示，而块是一种轻量级的数据结构；而使用NSOperationQueue时，任务通过NSOperation的子类来表示，这是一种更为重量级的Objective-C对象。
虽然GCD提供了一种更轻量级的方式来处理任务，但并不总是最佳选择。有时候，使用NSOperationQueue所带来的开销微乎其微，而使用完整的对象所带来的好处可能会超过其缺点。NSOperationQueue提供了更多的灵活性和控制，例如可以对操作进行取消、暂停和恢复等操作。
NSOperationQueue相比于纯GCD的优势：
- 取消操作： 使用NSOperationQueue可以轻松取消操作。可以在NSOperation对象上调用cancel方法来设置取消标志，这使得取消操作变得更加简单。相比之下，如果使用纯GCD，任务一旦被提交到队列中就无法取消。
- 指定操作间的依赖关系： NSOperation允许指定操作之间的依赖关系，这使得某些操作必须在其他操作执行完毕后才能执行。这种依赖关系对于需要按特定顺序执行任务的情况非常有用。
- 监控操作属性： NSOperation对象的属性可以通过键值观察（KVO）机制进行监控，这使得可以轻松地检测操作的状态变化，例如判断操作是否被取消或完成。
- 指定操作的优先级： NSOperation允许指定操作的优先级，这使得可以控制操作执行的顺序。与GCD不同，NSOperation提供了更为灵活的优先级管理机制。
- 重用NSOperation对象： NSOperation对象是Objective-C的对象，可以存储任何信息，并且可以多次使用。这使得NSOperation相对于简单的GCD块更为强大，因为它们可以包含更多的逻辑和状态信息。
有一个 API 选用了操作队列而非派发队列，这就是 NSNotificationCenter ，开发者可通过其中的方法来注册监听器，以便在发生相关事件时得到通知，而这个方法接受的参数是块，不是选择子：
- (id)addObserverForName:(NSString *)name object:(id)object queue:(NSOperationQueue *)queue usingBlock:(void(^)(NSNotification *))block;
- 在解决多线程与任务管理问题时，派发队列并非唯一方案。
- 操作队列提供了一套高层的 Objective-C API，能实现纯 GCD 所具备的绝大部份功能，而且还能完成一些更为复杂的操作，那些操作若改用 GCD 来实现，则需另外编写代码。
通过Dispatch Group机制，根据系统资源状况来执行任务
dispatch group(意为“派发分组”或“调度组”) 是 GCD 的一项特性，能够把任务分组。
其中最重要的用法，就是把将要并发执行的多个任务合为一组，于是调用者就可以知道这些任务何时才能全部执行完毕。
把压缩一系列文件的任务表示成 dispatch group，下面这个函数可以创建 dispatch group:
dispatch_group_t dispatch_group_create();
想把任务编组，有两种办法。第一种是用下面这个函数：
void dispatch_group_async(dispatch_group_t group, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
它是普通 dispatch_async 函数的变体，比原来多一个参数，用于表示待执行的块所归属的组。还有种办法能够指定任务所属的 dispatch group，那就是使用下面这一对函数：
void dispatch_group_enter(dispatch_group_t group);
void dispatch_group_leave(dispatch_group_t group);
前者能够使分组里正要执行的任务数递增，而后者则使之递减。调用了 dispatch_group_enter 以后，必须有与之对应的 dispatch_group_leave 才行。这与引用计数相似。
下面这个函数可用于等待 dispatch group 执行完毕：
long dispatch_group_wait(dispatch_group_t group, dispatch_time_t timeout);
此函数接受两个参数，一个是要等待的 group，另一个是代表等待时间的 timeout 值。timeout 参数表示函数在等待 dispatch group 执行完毕时，应该阻塞多久。
除了可以用上面那个函数等待 dispatch group 执行完毕之外，也可以换个办法，使用下列函数:
void dispatch_group_notiy(dispath_group_t group, dispatch_queue_t queue, dispath_block_t block);
不同的是：开发者可以向此函数传入块，等 dispatch group 执行完毕之后，块会在特定的线程上执行。
比方说，在 Mac OS X 与 iOS 系统中，都不应阻塞主线程，因为所有 UI 绘制及事件处理都要在主线程上执行。如果想令数组中的每个对象都执行某项任务，并且想等待所有任务执行完毕，那么就可以使用这个 GCD 特性来实现。
若当前线程不应阻塞，则可用 notify 函数来取代 wait:
dispatch_queue_t notifyQueue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_group_notify(dispatchGroup, notifyQueue, ^{
//...
});
也可以把某些任务放在优先级高的线程上执行，同时仍然把所有任务都归入同一个 dispatch group。并在执行完毕时获得通知。
开发者未必总需要使用 dispatch group。有时候采用单个队列搭配标准的异步派发，也可以实现相同效果。
为了执行队列中的块，GCD 会在适当的时机自动创建新线程或复用旧线程。如果使用并发队列，那么其中有可能会有多个线程，这也意味着多个块可以并发执行。在并发队列中，执行任务所用的并发线程数量，取决于各种因素，而GCD 只要是根据系统资源状况来判定这些因素的。假如 CPU 有多个核心，并且队列中有大量任务等待执行，那么GCD 就可能会给该队列配备多个线程。通过 dispatch group 所提供的这种简便方式，既可以并发执行一系列给定的任务，又能在全部任务结束时得到通知。
- 一系列任务可归入一个 dispatch group 之中。开发者可以在这组任务执行完毕时获得通知。
- 通过 dispatch group ，可以在并发式派发队列里同时执行多项任务。此时 GCD 会根据系统资源状况来调度这些并发执行的任务。开发者若自己来实现此功能，则需编写大量代码。
使用dispatch_once来执行只需运行一次的线程安全代码
单例模式常见的实现方式为:在类中编写名为 sharedInstance 的方法，该方法只会返回全类共用的单例实例，而不会在每次调用时都创建新的实例。比如说：
@implementation EOCClass
+ (instancetype)sharedInstance {
static EOCClass *sharedInstance = nil;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
sharedInstance = [[self alloc] init];
});
return sharedInstance;
}
@end
不过，GCD 引入了一项特性，能使单例实现起来更为容易。所用的函数是：
void dispatch_once(dispatch_once_t *token, dispatch_block_t block);
此函数接受类型为 dispatch_once_t 的特殊参数，笔者称其为 “标记”（token），此外还接受块参数。对于给定的标记来说，该函数保证相关的块必定会执行，且仅执行一次。此操作完全是线程安全的。
刚才实现单例模式所用的 sharedInstance 方法，可以用此函数来改写：
+ (instancetype)sharedInstance {
static EOCClass *sharedInstance = nil;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
sharedInstance = [[self alloc] init];
});
return sharedInstance;
}
使用 dispatch_once 可以简化代码并且彻底保证线程安全，开发者根本无须担心加锁或同步。所有问题都由 GCD 在底层处理。由于每次调用时都必须使用完全相同的标记，所以标记要声明成 static。此外，dispatch_once 更高效。
- 经常需要编写 “只需执行一次的线程安全代码”（thread-safe single-code execution）。通过 GCD 所提供的 dispatch_once 函数，很容易就能实现此功能。
- 标记应该声明在 statci 或 global 作用域中，这样的话，在把只需执行一次的块传给dispatch_once 函数时，传进去的标记也是相同的。
不要使用dispatch_get_current_queue
使用 GCD 时，经常需要判断当前代码正在哪个队列上执行，向多个队列派发任务时，更是如此。
dispatch_get_current_queue本来是用于解决由不可重入的代码所引发的死锁，但是因为它已经被废弃，所以可以选择通过 GCD 所提供的功能来设定“队列特有数据”（queue-specific data），此功能可以把任意数据以键值对的形式关联到队列里。最重要之处在于，假如根据指定的键获取不到关联数据，那么系统就会沿着层级体系向上查找，直至找到数据或到达根队列为止。比如说这个例子：
dispatch_queue_t queueA = dispatch_queue_create("com.effectiveobjectivec.queueA", NULL);
dispatch_queue_t queueB = dispatch_queue_create("com.effectiveobjectivec.queueB", NULL);
dispatch_set_target_queue(queueB, queueA);
static int kQueueSpecific;
CFStringRef queueSpecificValue = CFSTR("queueA");
dispatch_queue_set_specific(queueA, &kQueueSpecific, (void *)queueSpecificValue, (dispatch_function_t)CFRelease);
dispatch_sync(queueB, ^{
dispatch_block_t block = ^{ NSLog(@"No deadlock!"); };
CFStringRef retrievedValue = dispatch_get_specific(&kQueueSpecific);
if (retrievedValue) {
block();
} else {
dispatch_sync(queueA, block);
}
});
在上面这段代码中：有两个串行队列 queueA 和 queueB。将 queueB 的目标队列设置为 queueA，表示 queueB 依赖于 queueA。定义一个静态整型变量 kQueueSpecific 作为键值，用于关联队列特有数据。使用 dispatch_queue_set_specific 函数将特定值（在这里是 queueA 的标识符）与 queueA 关联起来。在 queueB 上执行同步任务，内部判断是否可以访问 queueA 的特定值。如果能够访问到 queueA 的特定值，则直接执行任务，否则在 queueA 上同步执行任务。
这样，即使在 queueB 上同步执行任务，也不会产生死锁，因为在获取 queueA 的特定值时，会自动向上查找到其父级队列 queueA 的特定值，从而避免了循环等待。
- dispatch_get_current_queue 函数对行为常常与开发者所预期的不同。此函数在iOS开发中已经废弃、只应做调试之用。
- 由于派发队列是按层级来组织的，所以无法单用某个队列对象来描述“当前队列”这一概念。
- dispatch_get_current_queue 函数用于解决由不可重入的代码所引发的死锁，然而能用函数解决的问题，通常也能改用“队列特定数据”来解决。
熟悉系统框架
编写 Objective-C 应用程序时几乎都会用到系统框架，如果直接使用这些框架中的类，那么应用程序就可以得益于新版系统库所带来的改进，而开发者也就无须手动更新其代码了。
将一系列代码封装为动态库（dynamic library），并在其中放入描述其接口的头文件，这样做出来的东西就叫框架。
各种常用框架：
总结：
- Cocoa 和 Cocoa Touch 框架：Cocoa 框架用于 macOS 应用程序开发，而 Cocoa Touch 用于 iOS 应用程序开发。它们集成了一系列常用的框架和工具，用于创建图形界面应用程序。
- Foundation 框架：Foundation 框架是 Cocoa 和 Cocoa Touch 中的一个核心框架，包含了诸如 NSObject、NSArray、NSDictionary 等基础类。它提供了许多基础核心功能，例如集合类、字符串处理以及字符串解析等。
- CoreFoundation 框架：CoreFoundation 框架不是 Objective-C 框架，而是用 C 语言编写的。然而，它与 Foundation 框架密切相关，提供了一套与 Foundation 中相对应的 C 语言 API。CoreFoundation 中的数据结构可以与 Foundation 中的 Objective-C 对象进行平滑转换，这种技术称为“无缝桥接”。
- CFNetwork 框架：此框架提供了C语言级别的网络通信能力，它将“BSD套接字”（BSD socket）抽象成易于使用的网络接口。而 Foundation 则将该框架里的部分内容封装为 Objective-C 语言的接口，以便进行网络通信，例如可以用 NSURLConnection 从 URL 中下载数据。
- CoreAudio 框架：该框架所提供的 C语言API 可用来操作设备上的音频硬件。这个框架属于比较难用的那种，因为音频处理本身就很复杂。所幸由这套API 可以抽象出另外一套 Objective-C 式API，用后者来处理音频问题会更简单些。
- AVFoundation框架：此框架所提供的Objective-C 对像可用来回放并录制音频及视频，比如能够在 UI 视图类里播放视频。
- CoreData 框架：此框架所提供的 Objective-C 接口可将对象放入数据库，以便持久保存。CoreData 会处理数据的获取及存储事宜，而且可以跨越 Mac OS X 及 iOS 平台。
- CoreText 框架：此框架提供的C 语言接口可以高效执行文字排版及渲染操作。
- AppKit 和 UIKit 框架：AppKit 用于 macOS 应用程序开发，而 UIKit 用于 iOS 应用程序开发。它们是构建在 Foundation 和 CoreFoundation 之上的核心 UI 框架，提供了 UI 元素和粘合机制，用于组装应用程序的所有内容。
- CoreAnimation 框架：CoreAnimation 是一个用 Objective-C 编写的框架，它提供了渲染图形和播放动画所需的工具。虽然 CoreAnimation 本身不是一个框架，但它是 QuartzCore 框架的一部分，被广泛用于 UI 框架中。
- CoreGraphics 框架：CoreGraphics 是用 C 语言编写的框架，提供了绘制 2D 图形所需的数据结构和函数。UIKit 框架中的 UIView 类在确定视图控件之间的相对位置时会用到 CoreGraphics 中定义的数据结构。
- 其他框架：除了上述核心 UI 框架之外，还有许多其他框架构建在 UI 框架之上，例如 MapKit 框架用于为 iOS 应用程序提供地图功能，Social 框架用于为 macOS 和 iOS 应用程序提供社交网络功能。这些框架通常与操作系统平台对应的核心 UI 框架结合使用，以丰富应用程序的功能。
可以看出Objective-C的一项重要特点：经常需要使用底层的 C 语言级 API。用 C 语言来实现 API 的好处是，可以绕过 Objective-C 的运行期系统，从而提升执行速度。
- 许多系统框架都可以直接使用。其中最重要的是 Foundation 与 CoreFoundation，这两个框架提供了构建应用程序所需的许多核心功能。
- 很多常见任务都能用框架来做，例如音频与视频处理、网络通信、数据管理等。
- 请记住：用纯C 写成的框架与用 Objective-C 写成的一样重要，若想成为优秀的 Objective-C 开发者，应该掌握C 语言的核心概念。
多用块枚举，少用for循环
语言中引入“块”这一特性后，又多出来几种新的遍历方式，采用这几种新方式遍历 collection 时，通常会大幅度简化编码过程，笔者下面将会详细说明。
for循环
for循环是大家都很熟悉的写法。但是用它遍历字典或者set就会很麻烦。因为字典与 set 都是“无序的”，所以无法根据特定的整数下标来直接访问其中的值。
for循环也可以执行反向遍历，执行反向遍历时，使用 for 循环会比其他方式简单许多。
使用 NSEnumerator 来遍历
NSEnumerator 是个抽象基类，其中只定义了两个方法，供其具体子类（concrete subclass）来实现：
- (NSArray *)allObjects;
- (id)nextObject;
其中关键的方法是 nextObject，它返回枚举里的下个对象。每次调用该方法时，其内部数据结构都会更新，使得下次调用方法时能返回下个对象。等到枚举中的全部对象都已返回之后，再调用就将返回 nil，这表示达到枚举末端了。
例如遍历字典和set：
// Dictionary
NSDictionary *aDictionary = /*...*/;
NSEnumerator *enumerator = [aDictionary keyEnumerator];
id key;
while ((key = [enumerator nextObject]) != nil) {
id value = aDictionary[key];
// Do something with 'key' and 'value'
}
// set
NSSet *aSet = /*...*/;
NSEnumerator *enumerator = [aSet objectEnumerator];
id object;
while ((object = [enumerator nextObject]) != nil) {
// Do something with 'object'
}
在第一段代码中，使用了 NSDictionary 类的 keyEnumerator 方法来获取字典中所有键的枚举器，然后通过枚举器逐个获取键，并使用键来访问字典中的值。在注释部分的代码块中，可以对每个键值对执行相应的操作。
在第二段代码中，使用了 NSSet 类的 objectEnumerator 方法来获取集合中的所有对象的枚举器，然后通过枚举器逐个获取集合中的对象。在注释部分的代码块中，可以对每个对象执行相应的操作。
快速遍历
快速遍历与使用NSEnumerator 来遍历差不多，然而语法更简洁，它就是for…in…
这样写简单多了。如果某个类的对象支持快速遍历，那么就可以宣称自己遵从名为 NSFastEnumeration 的协议，从而令开发者可以采用此语法来迭代该对象。
遍历字典与set 也很简单：
// Dictionary
NSDictionary *aDictionary = /*...*/;
for (id key in aDictionary) {
id value = aDictionary[key];
// Do something with 'key' and 'value'
}
// Set
NSSet *aSet = /*...*/;
for (id object in aSet) {
// Do something with 'object'
}
由于 NSEnumerator 对象也实现了 NSFastEnumeration 协议，所以能用来执行反向遍历。若要反向遍历数组，可采用下面这种写法：
NSArray *anArray = /*...*/;
for (id object in [anArray reverseObjectEnumerator]) {
// Do something with 'object'
}
基于块的遍历方式
最新引入的一种做法就是基于块来遍历。NSArray 中定义了下面这个方法，它可以实现最基本的遍历功能：
- (void)enumerateObjectsUsingBlock:(void(^)(id object, NSUInteger idx, BOOL *stop))block;
这个方法的方法名是enumerateObjectsUsingBlock:，它的参数：一个块作为参数，块包含三个参数：object：数组中的元素；idx：元素在数组中的索引；stop：一个指向布尔值的指针，用于控制遍历过程。如果将 *stop 设置为 YES，则遍历会停止。
该方法遍历时既能获取对象，也能知道其下标。此方法还提供了一种优雅的机制，用于终止遍历操作。
用它遍历字典与 set 也同样简单：
// Dictonary
NSDictionary *aDictionary = /*...*/;
[aDictionary enumerateKeyAndObjectsUsingBlock:
^(id key, id object, BOOL *stop){
// Do something with 'key' and 'object'
if (shouldStop) {
*stop = YES;
}
}];
// Set
NSSet *aSet = /*...*/;
[aSet enumerateObjectsUsingBlock:
^(id object, BOOL *stop) {
// Do something with 'object'
if (shouldStop) {
*stop = YES;
}
}];
此方式大大胜过其他方式的地方在于：遍历时可以直接从块里获取更多信息。在遍历数组时，可以知道当前所针对的下标。遍历有序set （NSOrderedSet）时也一样。而在遍历字典时，无须额外编码，即可同时获取键与值，因而省去了根据给定键来获取对应值这一步。
另外一个好处是，能够修改块的方法签名，以免进行类型转换操作。
若已知字典中的对象必为字符串，则用基于块的方式来遍历可以这样编码：
NSDictionary *aDictionary = /*...*/;
[aDictionary enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:
^(NSString *key, NSString *obj, BOOL *stop) {
// Do something with 'key' and 'obj'
}];
之所以能如此，是因为 id 类型相当特殊，它可以像本例这样，为其他类型所覆写。
用此方式也可以执行反向遍历。数组、字典、set 都实现了前述方法的另一个版本，使开发者可向其传入 “选项掩码”（option mask）:
- (void)enumerateObjectsWithOptions:(NSEnumerationOptions)options usingBlock:(void(^)(id obj, NSUInteger idx, BOOL *stop))block
- (void)enumerateKeysAndObjectsWithOptions:(NSEnumerationOptions)options usingBlock:(void(^)(id key, id obj, BOOL *stop))block
NSEnumerationOption 类型是个 enum,其各种取值可用“按位或”（bitwise OR）连接，用以表明遍历方式。
- 遍历collection 有四种方法。最基本的办法是 for 循环，其次是 NSEnumerator 遍历法及快速遍历法，最新、最先进的方式则是“块枚举法”。
- “块枚举法”本身就能通过GCD 来并发执行遍历操作，无须另行编写代码。而采用其他遍历方式则无法轻易实现这一点。
- 若提前知道待遍历的 collection 含有何种对象，则应修改块签名，指出对象的具体类型。
对自定义其内存管理语义的collection使用无缝桥接
CoreFoundation 框架也定义了一套C 语言API，用于操作表示这些collection 及其他各种collection 的数据结构。例如，NSArray 是Foundation 框架中表示数组的 Objective-C 类，而CFArray 则是 CoreFoundation 框架中的等价物。这两种创建数组的方式也许有区别，然而有项强大的功能可在这两个类型之间平滑转换，它就是 “无缝桥接”（toll-free bridging）。
使用“无缝桥接”技术，可以在定义于 Foundation 框架中的 Objective-C 类和定义于 CoreFoundation 框架中的C数据结构之间相互转换。
下列代码演示了简单的无缝桥接：
NSArray *anNSArray = @[@1, @2, @3, @4, @5];
CFArrayRef aCFArray = (_bridge CFArrayRef)anNSArray;
NSLog(@"Size of array = %li", CFArrayGetCount(aCFArray));
// Output: size of array = 5
这段代码演示了如何将NSArray对象转换为CFArrayRef类型，使用__bridge进行类型转换，将anNSArray转换为CFArrayRef类型的对象aCFArray。
__bridge 本身的意思是：ARC 仍然具备这个 Objective-C 对象的所用权。而 __bridge_retained 则与之相反，意味着ARC 将交出对象的所有权。与之相似，反向转换可通过 __bridge_transfer 来实现。这三种转换方式称为 “桥式转换”。
在使用 Foundation 框架中的字典对象时会遇到一个大问题，那就是其键的内存管理语义为 “拷贝”，而值的语义是却是“保留”。除非使用强大的无缝桥接技术，否则无法改变其语义。
CoreFoundation 框架中的字典类型叫做 CFDictionary。其可变版本称为 CFMutableDictionary 。创建 CFMutableDictionary 时，可以通过下列方法来指定键和值的内存管理语义：
CFMutableDictionaryRef CFDictionaryCreateMutable (
CFAllocatorRef allocator,
CFIndex capacity,
const CFDictionaryKeyCallBacks *keyCallBacks,
const CFDictionaryValueCallBacks *valueCallBacks
}
首个参数表示将要使用的内存分配器。CoreFoundation 对象里的数据结构需要占用内存，而分配器负责分配及回收这些内存。开发者通常为这个参数传入 NULL，表示采用默认的分配器。第二个参数定义了字典的初始大小。它并不会限制字典的最大容量，只是向分配器提示了一开始应该分配多少内存。最后两个参数定义了许多回调函数，用于指示字典中的键和值在遇到各种事件时应该执行何种操作。
- 通过无缝桥接技术，可以在 Foundation 框架中的 Objective-C 对象与 CoreFoundation 框架中的 C 语言数据结构之间来回转换。
- 在 CoreFoundation 层面创建collection 时，可以指定许多回调函数，这些函数表示此collection 应如何处理其元素。然后，可运用无缝桥接技术，将其转换成具备特殊内存管理语义的 Objective-C collection。
构建缓存时选用NSCache而非NSDctionary
实现缓存时使用NSCache 类更好，它是 Foundation 框架专为处理这种任务而设计的。。
NSCache 胜过 NSDictionary 之处在于，当系统资源将要耗尽时，它可以自动删减缓存。
NSCache 并不会“拷贝”键，而是会 “保留”它。NSCache 对象不拷贝键的原因在于：很多时候，键都是由不支持拷贝操作的对象来充当的。
另外，NSCache 是线程安全的。而 NSDictionary 则绝对不具备此优势，意思就是：在开发者自己不编写加锁代码的前提下，多个线程便可以同时访问 NSCache。
开发者可以操控缓存删减其内容的时机。有两个与系统资源相关的尺度可供调整，其一是缓存中的对象总数，其二是所有对象的“总开销”。开发者在将对象加入缓存时，可为其指定“开销值”。当对象总数或总开销超过上限时，缓存就可能会删减其中的对象了，在可用的系统资源趋于紧张时，也会这么做。
向缓存中添加对象时，需要计算对象的“开销值”。这个“开销值”是一个附加因素，通常用于帮助决定何时从缓存中移除对象。
下面这段代码演示了缓存的用法:
#import <Foundation/Foundation.h>
typedef void (^EOCNetworkFetcherCompletionHandler)(NSData *data);
@interface EOCNetworkFetcher : NSObject
- (id)initWithURL:(NSURL *)url;
- (void)startWithCompletionHandler:(EOCNetworkFetcherCompletionHandler)handler;
@end
@interface EOCClass : NSObject
@end
@implementation EOCClass {
NSCache *_cache;
}
- (id)init {
if ((self = [super init])) {
_cache = [NSCache new];
_cache.countLimit = 100;
/**
* The Size in bytes of data is used as the cost,
* so this sets a cost limit of 5MB.
*/
_cache.totalCostLimit = 5 * 1024 * 1024;
}
return self;
}
- (void)downloadDataForURL:(NSURL *)url {
NSData *cachedData = [_cache objectForKey:url];
if (cachedData) {
// Cache hit
[self useData:cacheData];
} else {
// Cache miss
EOCNetworkFetcher *fetcher = [[EOCNetworkFetcher alloc] initWithURL:url];
[fetcher startWithCompletionHandler:^(NSData *data) {
[_cache setObject:data forKey:url cost:data.length];
[self useData:data];
}];
}
}
@end
这段代码实现了一个网络数据下载器 EOCNetworkFetcher 和一个使用了缓存的类 EOCClass。
EOCNetworkFetcher 类：负责从指定的 URL 下载数据。它包含了一个初始化方法 initWithURL: 和一个启动下载的方法 startWithCompletionHandler:。
EOCClass 类：包含了一个 NSCache 对象 _cache，用于缓存下载的数据。它还有一个方法 downloadDataForURL:，用于下载指定 URL 的数据，首先检查缓存中是否有数据，如果有则直接使用缓存的数据，如果没有则启动网络下载器进行下载，并将下载的数据存入缓存中。
在本例中，下载数据所用的 URL，就是缓存的键。若缓存中没有访问者所需的数据，则下载数据并将其放入缓存。
还有个类叫做 NSPurgeableData，此类是NSMutableData 的子类，而且实现了 NSDiscardableContent 协议。如果某个对象所占的内存能够根据需要随时丢弃，那么就可以实现该协议所定义的接口。
如果将 NSPurgeableData 对象加入NSCache，那么当该对象为系统所丢弃时，也会自动从缓存中移除。通过 NSCache 的 evictsObjectsWithDiscardedContent 属性，可以开启或关闭此功能。
使用 NSPurgeableData 改写的话:
- (void)downloadDataForURL:(NSURL *)url {
NSPurgeableData *cachedData = [_cache objectForKey:url];
if (cachedData) {
[cacheData beginContentAccess];
[self useData:cachedData];
[cacheData endContentAccess];
} else {
EOCNetworkFetcher *fetcher = [[EOCNetworkFetcher alloc] initWithURL:url];
[fetcher startWithCompletionHandler:^(NSData *data) {
NSPurgeableData *purgeableData = [NSPurgeableData dataWithData:data];
[_cache setObject:purgeableData forKey:url cost: purgeableData.length];
[self useData:data];
[purgeableData endContentAccess];
}];
}
}
这段代码通过 _cache 对象使用给定的 url 从缓存中获取数据。这里使用了 NSPurgeableData 类型的 cachedData 对象来存储获取到的数据。
如果缓存中存在数据（即 cachedData 不为 nil），则进入缓存命中的分支。在这个分支中，首先通过 beginContentAccess 方法将数据标记为开始访问状态，然后使用该数据，最后通过 endContentAccess 方法将访问结束。
如果缓存中不存在数据，则进入缓存未命中的分支。在这个分支中，首先创建一个 EOCNetworkFetcher 对象，用于从网络下载数据。在下载完成后，将下载的数据封装为 NSPurgeableData 对象，并存入缓存中。然后使用该数据，最后通过 endContentAccess 方法将访问结束。
- 实现缓存时应选用 NSCache 而非 NSDictionary 对象。因为 NSCache 可以提供优雅的自动删减功能，而且是“线程安全的”，此外，它与字典不同，并不会拷贝键。
- 可以给 NSCache 对象设置上限，用以限制缓存中的对象总个数及“总成本”，而这些尺度则定义了缓存删减其中对象的时机。但是绝对不要把这些尺度当成可靠的“硬限制”（hard limit），它们仅对NSCache 起指导作用。
- 将 NSPurgeableData 与 NSCache 搭配使用，可实现自动清除数据的功能，也就是说，当 NSPurgeableData 对象所占内存为系统所丢弃时，该对象自身也会从缓存中移除。
- 如果缓存使用得当，那么应用程序的响应速度就能提高。只有那种 “重新计算起来很费事的”数据，才值得放入缓存，比如那些需要从网络获取或从磁盘读取的数据。
精简initialize与load的实现代码
有时候类必须先执行某些初始化操作，然后才能正常使用。-(void) load 方法，它是一个类方法，用于在类或分类被加载到运行时系统时执行。每个类和分类都会在程序启动时调用一次 load 方法，且仅调用一次。
load 方法的执行顺序是先执行类的 load 方法，然后执行分类的 load 方法。这意味着，如果一个类有多个分类，并且它们都实现了 load 方法，那么先执行类的 load 方法，然后按照分类的引入顺序依次执行各个分类的 load 方法。
然而，load 方法存在一个问题，即在执行该方法时，运行时系统处于“脆弱状态”。这意味着在 load 方法中使用其他类可能是不安全的，因为在执行子类的 load 方法之前，必定会先执行所有超类的 load 方法。而在加载依赖的其他库时，无法确定其中各个类的加载顺序，因此在 load 方法中使用其他类是不可靠的。
比如说：
#import "EOCClassA.h"
@implementation EOCClassB
+ (void)load {
NSLog(@"Loading EOCClassB");
EOCClassA *object = [EOCClassA new];
}
在 EOCClassB 的load 方法里使用 EOCClassA 却不太安全，因为无法确定在执行 EOCClassB 的 load 方法之前，EOCClassA 是不是已经加载好了。
load 方法不像普通的方法一样遵循继承规则。如果一个类自身没有实现 load 方法，那么无论其超类是否实现了 load 方法，系统都不会自动调用。这意味着子类的 load 方法不会自动调用其父类的 load 方法，除非子类自己实现了 load 方法并在其中显式调用了父类的 load 方法。
而且 load 方法务必实现得精简一些，也就是要尽量减少其所执行的操作，因为整个应用程序在执行load 方法时都会阻塞。
想执行与类相关的初始化操作，还有个办法，就是覆写下列方法：
+ (void)initialize;
对于每个类来说，该方法会在程序首次用该类之前调用，且只调用一次。 它是由运行期系统来调用的，绝不应该通过代码直接调用。只有当程序用到了相关的类时，它才会调用。
此方法与 load 还有个区别，就是运行期系统在执行该方法时，是处于正常状态的，因此，从运行期系统完整度上来讲，此时可以安全使用并调用任意类中的任意方法。
最后一个区别是: initialize 方法与其他消息一样，如果某个类未实现它，而其超类实现了，那么就会运行超类的实现代码。即它是可以继承的。
当初始化基类 EOCBaseClass 时，EOCBaseClass 中定义的 initialize 方法要运行一遍，而当初始化 EOCSubClass 时，由于该类并未覆写此方法，因而还要把父类的实现代码再运行一遍。鉴于此，通常都会这么来实现 initialize 方法:
+ (void)initialize {
if (self == [EOCBaseClass class]) {
NSLog(@"%@ initialized", self);
}
}
load 与 initialize 方法的实现代码要尽量精简。在里面设置一些状态，使本类能够正常运作就可以了，不要执行那种耗时太久或需要加锁的任务。对于 load 方法来说，其原因已在前面解释过了，而 initialize 方法要保持精简的原因，也与之相似。
其二，开发者无法控制类的初始化时机。类在首次使用之前，肯定要初始化，但编写程序时不能令代码依赖特定的时间点，否则会很危险。
最后一个原因，如果某个类的实现代码很复杂，那么其中可能会直接或间接用到其他类。若那些类尚未初始化，则系统会迫使其初始化。
initialize 方法只应该用来设置内部数据。不应该在其中调用其他方法，即便是本类自己的方法，也最好别调用。
- 在加载阶段，如果类实现了 load 方法，那么系统就会调用它。分类里也可以定义此方法，类的 load 方法要比分类中的先调用。与其他方法不同，load 方法不参与覆写机制。
- 首次使用某个类之前，系统会向其发送 initialize 消息。由于此方法遵从普通的覆写规则，所以通常应该在里面判断当前要初始化的是哪个类。
- load 与 initialize 方法都应该实现的精简一些，这有助于保持应用程序的响应能力，也能减少引入 “保留环”（interdependency cycle）的几率。
- 无法在编译期设定的全局常量，可以放在 initialize 方法里初始化。
别忘了NSTimer会保留其目标对象
计时器要和 “运行循环”（run loop）相关联，运行循环到时候会触发任务。创建 NSTimer 时，可以将其“预先安排”在当前的运行循环中，也可以先创建好，然后由开发者自己来调度。无论采用哪种方式，只有把计时器放在运行循环里，它才能正常触发任务。
由于计时器会保留其目标对象，所以反复执行任务通常会导致应用程序出问题。也就是说，设置成重复执行模式的那种计时器，很容易引入 “保留环”。
比如说下列代码：
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface EOCClass : NSObject
- (void)startPolling;
- (void)stopPolling;
@end
@implementation EOCClass {
NSTimer *_pollTimer;
}
- (id)init {
return [super init];
}
- (void)dealloc {
[_pollTimer invalidate];
}
- (void)stopPolling {
[_pollTimer invalidate];
_pollTimer = nil;
}
- (void)startPolling {
_pollTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval: 5.0 target: self selector:@selector(p_doPoll) userInfo: nil repeats: YES];
}
- (void)p_doPoll {
}
@end
这段代码有个问题：当创建 EOCClass 实例并调用其 startPolling 方法时，会创建一个 NSTimer 对象并将其赋值给 _pollTimer 实例变量。由于 NSTimer 对象的目标对象是 EOCClass 实例本身，因此会对 EOCClass 实例进行强引用，导致 EOCClass 实例无法被释放。而 _pollTimer 实例变量也会对 NSTimer 对象进行强引用，使得 NSTimer 对象也无法被释放。这样就形成了一个保留环，即相互持有对方的强引用，导致内存泄漏。
如果想在系统回收本类实例的过程中令计时器无效，从而打破保留环，那又会陷入死结。因为在计时器对象尚且有效时，EOCClass 实例的保留计数绝不会降为 0 ，因此系统也绝不会将其回收。而现在又没人来调用 invalidate 方法，所以计时器将一直处于有效状态。
当指向 EOCClass 实例的最后一个外部引用被移除后，该实例仍然存活，因为计时器持有对它的强引用。同时，计时器对象也无法被系统释放，因为它被 EOCClass 实例强引用。这导致了实例和计时器对象互相持有对方的强引用，形成了保留环，导致内存泄漏。
更糟糕的是，除了计时器之外，已经没有其他引用指向 EOCClass 实例了，因此该实例会永远被保留，无法被释放。
这个问题可通过“块”来解决。虽然计时器当前并不直接支持块，但是可以用下面这段代码为其添加此功能：
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface NSTimer (EOCBlockSupport)
+ (NSTimer *)eoc_scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval block:(void(^)())block repeats:(BOOL)repeats;
@end
@implementation NSTimer (EOCBlocksSupport)
+ (NSTimer *)eoc_scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval block:(void(^)())block repeats:(BOOL)repeats {
return [self scheduledTimerWithTimeInterval:interval target:self selector:@selector(eoc_blockInvoke:) userInfo:[block copy] repeats:repeats];
}
+ (void)eoc_blockInvoke:(NSTimer *)timer {
void (^block)() = timer.userInfo;
if (block) {
block();
}
}
@end
这段代码为 NSTimer 添加了支持块（blocks）的功能。通过类别（category），扩展了 NSTimer 类，添加了一个类方法 eoc_scheduledTimerWithTimeInterval:block:repeats:，用于创建带有块回调的定时器。
在 eoc_scheduledTimerWithTimeInterval:block:repeats: 方法中，调用了 scheduledTimerWithTimeInterval:target:selector:userInfo:repeats: 方法创建了一个定时器，并传入了一个 selector，但是这个 selector 实际上是 eoc_blockInvoke: 方法。同时，将传入的块对象通过 copy 方法复制，并作为 userInfo 参数传递给定时器。
eoc_blockInvoke: 方法是一个类方法，用于实际执行定时器触发时的回调操作。它从定时器的 userInfo 中获取了保存的块对象，并执行该块对象。
这样，通过调用 eoc_scheduledTimerWithTimeInterval:block:repeats: 方法创建的定时器，当触发定时器时，就会执行传入的块代码块。
我们修改刚才那段有问题的范例代码，使用新分类中的 eoc_scheduledTimerWithTimeInterval 方法来创建计时器并改用 weak 引用，即可打破保留环：
- (void)startPolling {
__weak EOCClass *weakSelf = self;
_pollTimer = [NSTimer eoc_scheduledTimerWithTimeInterval: 5.0 block:^{
EOCClass *strongSelf = weakSelf;
[strongSelf p_doPoll];
} repeats:YES];
}
这段代码采用了一种很有效的写法，它先定义了一个弱引用，令其指向 self，然后使块捕获这个引用，而不直接去捕获普通的 self 变量，也就是说，self 不会为计时器所保留。当块开始执行时，立刻生成 strong 引用，以保证实例在执行期间持续存活。
采用这种写法之后，如果外界指向 EOCClass 实例的最后一个引用将其释放，则该实例就可为系统所回收了。
- NSTimer 对象会保留其目标，直到计时器本身失效为止，调用 invalidate 方法可令计时器失效，另外，一次性的计时器在触发完任务之后也会失效。
- 反复执行任务的计时器（repeating timer），很容易引入保留环，如果这种计时器的目标对象又保留了计时器本身，那肯定会导致保留环。这种环状保留关系，可能是直接发生的，也可能是通过对象图里的其他对象间接发生的。
- 可以扩充 NSTimer 的功能，用 “块”来打破保留环。不过，除非 NSTimer 将来在公共接口里提供此功能，否则必须创建分类，将相关实现代码加入其中。