NotificationCenter類實(shí)現(xiàn)原理
正文
NotificationCenter是一個(gè)系統(tǒng)組件，它負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理事件的通知和響應(yīng)。它的基本原理是基于觀察者模式！而 Apple 對(duì)其是閉源的，因此無(wú)法查看 NotificationCenter 的源碼，但是可以通過(guò)分析開(kāi)源的 Swift 來(lái)理解 NotificationCenter 的實(shí)現(xiàn)，以下是一個(gè)簡(jiǎn)化的實(shí)現(xiàn)：
簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)
1、首先定義一個(gè)NotificationCenter類定義
class RYNotificationCenter {
private init(){}
static let `default` = RYNotificationCenter()
private var observers: [RYNotificationObserver] = []
}
定義了一個(gè)單例，用于在整個(gè)程序中共享，observers數(shù)組用來(lái)存儲(chǔ)已經(jīng)注冊(cè)的所有觀察者。
2、然后定義一個(gè)觀察者對(duì)象
觀察者對(duì)象用來(lái)封裝具體的觀察者的信息。
class RYNotificationObserver {
var name: String
var block: (Notification) -> Void
init(name: String, block: @escaping (Notification) -> Void) {
self.name = name
self.block = block
}
}
3、在NotificationCenter中添加注冊(cè)觀察者的方法
func addObserver(name: String, block: @escaping (Notification) -> Void) -> RYNotificationObserver {
let observer = RYNotificationObserver(name: name, block: block)
observers.append(observer)
return observer
}
addObserver方法用于注冊(cè)觀察者。在這個(gè)實(shí)現(xiàn)中，我們創(chuàng)建了一個(gè)新 RYNotificationObserver 對(duì)象并將其添加到 observers 數(shù)組。這個(gè)方法返回觀察者對(duì)象，以便稍后從 NotificationCenter 中移除。
4、在 NotificationCenter 中添加發(fā)送通知的方法
/// 發(fā)送通知的本質(zhì)是利用了觀察者模式
/// 讓觀察者數(shù)組執(zhí)行閉包中的代碼
func post(name: String, userInfo: [AnyHashable: Any]? = nil) {
let notification = Notification(name: Notification.Name(name), userInfo: userInfo)
observers
.filter({ $0.name == name })
.forEach { $0.block(notification) }
}
post 方法用來(lái)發(fā)送通知，它接受通知名以及可選的userInfo字典。同時(shí)參數(shù)都包裝在Notification對(duì)象中，然后遍歷 observers 數(shù)組。如果觀察者的名稱和通知名稱匹配，我們將執(zhí)行保存的block。
5、在NotificationCenter中添加移除通知者的方法
func removeObserver(_ observer: RYNotificationObserver) {
if let index = observers.firstIndex(where: { $0 === observer }) {
observers.remove(at: index)
}
}
removeObserver 方法用于移除觀察者。它接受一個(gè)觀察者對(duì)象并從 observers 數(shù)組中移除它。
NotificationCenter的源碼分析
普遍來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在分析 NotificationCenter 的源碼，一般是 github.com/gnustep/lib… ，這是在 gnustep 庫(kù)的源碼中，它和官方的具體實(shí)現(xiàn)肯定是有差異的，但是可以以它為參考的對(duì)象，在這里通知的源碼使用了三個(gè)主要的類：
- NSNotification
- NSNotificationCenter
- NSNotificationQueue
NSNotificationCenter 實(shí)現(xiàn)
用于在觀察者和發(fā)送者之間發(fā)送通知，這是核心類，它的方法和Objective-C是一致的，使用 **addObserver:selector:name:object: 方法來(lái)添加觀察者，但是它在內(nèi)部使用了C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) Obs 存儲(chǔ)觀察者相關(guān)的信息：
typedef struct Obs {
id observer; /* Object to receive message. */
SEL selector; /* Method selector. */
struct Obs *next; /* Next item in linked list. */
int retained; /* Retain count for structure. */
struct NCTbl *link; /* Pointer back to chunk table */
} Observation;
而在 postNotificationName:object:userInfo: 方法執(zhí)行的時(shí)候會(huì)通過(guò)通知名找到封裝好的 Obs 觀察者，然后執(zhí)行相應(yīng)的方法：
- (void) postNotificationName: (NSString*)name
object: (id)object
userInfo: (NSDictionary*)info
{
// 先封裝好notification
GSNotification *notification;
notification = (id)NSAllocateObject(concrete, 0, NSDefaultMallocZone());
notification->_name = [name copyWithZone: [self zone]];
notification->_object = [object retain];
notification->_info = [info retain];
[self _postAndRelease: notification];
}
// 然后調(diào)用觀察者的selector方法
- (void) _postAndRealse: (NSNotification*)notification {
......
[o->observer performSelector: o->selector withObject: notification];
......
}
當(dāng)然，要將封裝好的 notification ，作為參數(shù)傳遞給觀察者需要執(zhí)行的 selector 。
NSNotification 實(shí)現(xiàn)
那么 Notifiation 呢？它是一個(gè)包含了通知的名稱、發(fā)送者對(duì)象以及用戶信息字典的不可變對(duì)象。
- (id) initWithCoder: (NSCoder*)aCoder
{
NSString *name;
id object;
NSDictionary *info;
id n;
[aCoder decodeValueOfObjCType: @encode(id) at: &name];
[aCoder decodeValueOfObjCType: @encode(id) at: &object];
[aCoder decodeValueOfObjCType: @encode(id) at: &info];
n = [NSNotification notificationWithName: name object: object userInfo: info];
RELEASE(name);
RELEASE(object);
RELEASE(info);
DESTROY(self);
return RETAIN(n);
}
NSNotificationQueue 的實(shí)現(xiàn)
最后是 NSNotificationQueue 的實(shí)現(xiàn)，它是一個(gè)用于管理通知發(fā)送的隊(duì)列，可以按照特定的發(fā)送模式（例如合并相同的通知或按發(fā)送順序）將通知排隊(duì)。
- (void) enqueueNotification: (NSNotification*)notification postingStyle:(NSPostingStyle)postingStyle coalesceMask: (NSUInteger)coalesceMask forModes: (NSArray*)modes
{
if (modes == nil)
{
modes = defaultMode;
}
if (coalesceMask != NSNotificationNoCoalescing)
{
[self dequeueNotificationsMatching: notification coalesceMask: coalesceMask];
}
switch (postingStyle) {
case NSPostNow: {
NSString *mode;
mode = [[NSRunLoop currentRunLoop] currentMode];
if (mode == nil || [modes indexOfObject: mode] != NSNotFound)
{
[_center postNotification: notification];
}
}
break;
case NSPostASAP:
add_to_queue(_asapQueue, notification, modes, _zone);
break;
case NSPostWhenIdle:
add_to_queue(_idleQueue, notification, modes, _zone);
break;
}
}
當(dāng)使用 NSNotificationQueue 的時(shí)候，就不需要我們手動(dòng)發(fā)送 Notification 了，NSNotificationQueue 會(huì)自動(dòng)幫我們發(fā)送，在上述代碼中，如果是 NSPostNow，那么通知會(huì)立馬被發(fā)送，否則就先加入隊(duì)列中：_asapQueue 或者 _idleQueue ，然后在合適的時(shí)候執(zhí)行隊(duì)列中的通知，比如：
void GSPrivateNotifyIdle(NSString *mode) {
NotificationQueueList *item;
for (item = currentList(); item; item = item->next)
{
if (item->queue) {
notify(item->queue->_center,
item->queue->_idleQueue,
mode,
item->queue->_zone);
}
}
}
問(wèn)題：如果NotificationCenter 添加的觀察者是self，會(huì)造成循環(huán)引用嗎？
答案是：不會(huì)！
NotificationCenter 對(duì)觀察者的引用方式是弱引用(weak)，而不是強(qiáng)持有(strong)。因此，當(dāng)一個(gè)對(duì)象被銷毀時(shí)，它的 deinit 方法會(huì)被調(diào)用，即使它是一個(gè)觀察者。所以即使我們不在 deinit 方法中添加移除 self 的操作也是可以的，因?yàn)?NotificationCenter 并沒(méi)有對(duì)觀察者強(qiáng)持有。
問(wèn)題：如果 NotificationCenter 添加的是 block ，而 block 強(qiáng)持有了 self ，這會(huì)造成循環(huán)引用嗎？
答案是：會(huì)！
從iOS 9開(kāi)始，如果使用了基于 block 的觀察者，那么就需要去小心觀察者的生命周期了，因?yàn)?code>NotificationCenter 對(duì)添加的 block 是強(qiáng)持有的，正如上述簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)中的那樣，它對(duì)閉包中捕獲的變量就也是強(qiáng)持有的，所以為了避免這種現(xiàn)象，需要確保使用 [weak self] 來(lái)捕獲列表。
在實(shí)際使用的時(shí)候，由于編碼慣性，可能會(huì)在 deinit 方法中移除基于 block 的觀察者以解決該問(wèn)題：
class ViewController: UIViewController {
private weak var observer: NSObjectProtocol!
func addObserver() {
observer = NotificationCenter.default.addObserver(forName: NSNotification.Name("test"), object: nil, queue: OperationQueue.main) { _ in
self.view.backgroundColor = UIColor.white
}
}
deinit {
NotificationCenter.default.removeObserver(observer!)
}
}
但是在這種情況下， deinit 方法并不會(huì)執(zhí)行！ 原因就是 NotificationCenter 持有了 block, 也間接持有了 self，而 NotificationCenter 是一個(gè)單例，所以這種持有關(guān)系是一直存在的，導(dǎo)致了 deinit 方法并不會(huì)執(zhí)行！
問(wèn)題：觀察者的 selector 執(zhí)行的線程和發(fā)送通知的線程有關(guān)嗎？
答案是：正相關(guān)！
從上文中的簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)以及GNU的源碼中基本可以看出結(jié)論了。添加觀察者的線程并沒(méi)有什么影響，而發(fā)送通知的線程，其實(shí)就是調(diào)用方法執(zhí)行的線程，所以兩者是在同一線程執(zhí)行的。
func addObserver() {
NotificationCenter.default.addObserver(self, selector: #selector(click), name: NSNotification.Name.init("test"), object: nil)
DispatchQueue.global().async {
NotificationCenter.default.post(name: NSNotification.Name.init("test"), object: nil)
NSLog("curretThread1: \(Thread.current)")
}
}
@objc func click() {
NSLog("curretThread2: \(Thread.current)")
}
// curretThread2: <NSThread: 0x600001358240>{number = 6, name = (null)}
// curretThread1: <NSThread: 0x600001358240>{number = 6, name = (null)}
同時(shí)還需要注意的就是通知發(fā)送，然后 selector 被執(zhí)行，這個(gè)過(guò)程其實(shí)本質(zhì)上是一個(gè)觀察者模式的實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)，它也是同步執(zhí)行的，再執(zhí)行完發(fā)送消息的方法后就會(huì)去尋找對(duì)應(yīng)的 Observer ，找到之后就執(zhí)行相應(yīng)的 selector ，執(zhí)行完之后，發(fā)送消息的方法才執(zhí)行完畢了。
所以發(fā)送通知和監(jiān)聽(tīng)通知執(zhí)行方法的核心是：相同線程執(zhí)行 且 同步執(zhí)行。
以上就是NotificationCenter類實(shí)現(xiàn)原理的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于NotificationCenter 原理的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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