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配景
iOS的notification在多线程的情况下,线程的管理非常不好控制。这个怎么理解呢?
根据官方文档的说法就是,不管你在哪个线程注册了 observer,notification 在哪个线程 post,那么它就将在哪个线程接收,这个意思用代码表示,效果如下:
- (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; NSLog(@"current thread = %@", [NSThread currentThread]); [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(handleNotification:) name:POST_NOTIFICATION object:nil]; } - (void)viewDidAppear:(BOOL)animated { [self postNotificationInBackground]; } - (void)postNotificationInBackground { dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ [[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:POST_NOTIFICATION object:nil userInfo:nil]; }); } - (void)handleNotification:(NSNotification *)notification { NSLog(@"current thread = %@", [NSThread currentThread]); }
输出如下:
2016-07-02 11:20:56.683 Test[31784:3602420] current thread = {number = 1, name = main} 2016-07-02 11:20:56.684 Test[31784:3602420] viewWillAppear: ViewController 2016-07-02 11:20:56.689 Test[31784:3602469] current thread = {number = 2, name = (null)}
也就是说,尽管我在主线程注册了 observer,但是由于我在子线程 post 了消息,那么 handleNotification 响应函数也会在子线程处理。这样一来就会给我们带来困扰,因为 notification 的响应函数执行线程将变得不确定,而且很多操作如 UI 操作,我们是需要在主线程进行的。
解决方案
怎么解决这个问题呢?
在响应函数处强制切线程
实现
一个很土的要领就在在 handleNotification 里面,强制切换线程,如: - (void)handleNotification:(NSNotification *)notification { dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"current thread = %@", [NSThread currentThread]); }); }
缺陷:每一个响应函数都强制切换线程。这样带来的问题就是每一处理代码你都得这样做,对于开发者而言负担太大,显然是下下策。
线程重定向
其实解决思路和上面的差不多,不过实现的方式更优雅一点,这个方案在 apple 的官方文档中有详细介绍,它的思路翻译过来就是:重定向通知的一种的实现思路是使用一个通知行列(注意,不是 NSNotificationQueue 工具,而是一个数组)去记录所有的被抛向非预期线程里面的通知,然后将它们重定向到预期线程。这种方案使我们仍然是像平常一样去注册一个通知的视察者,当接收到 Notification 的时候,先判断 post 出来的这个 Notification 的线程是不是我们所期望的线程,如果不是,则将这个 Notification 存储到我们自界说的行列中,并发送一个信号( signal )到期望的线程中,来告诉这个线程需要处理一个 Notification 。指定的线程在收到信号后,将 Notification 从行列中移除,并进行处理。
实现
/* Threaded notification support. */ @property (nonatomic) NSMutableArray *notifications; // 通知行列 @property (nonatomic) NSThread *notificationThread; // 预想的处理通知的线程 @property (nonatomic) NSLock *notificationLock; // 用于对通知行列加锁的锁工具,制止线程冲突 @property (nonatomic) NSMachPort *notificationPort; // 用于向预想的处理线程发送信号的通信端口 @end @implementation ViewController - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; NSLog(@"current thread = %@", [NSThread currentThread]); [self setUpThreadingSupport]; // 往当前线程的run loop添加端口源 // 当Mach消息到达而接收线程的run loop没有运行时,则内核会保存这条消息,直到下一次进入run loop [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:self.notificationPort forMode:(__bridge NSString *)kCFRunLoopCommonModes]; [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(processNotification:) name:POST_NOTIFICATION object:nil]; dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ [[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:POST_NOTIFICATION object:nil userInfo:nil]; }); } - (void) setUpThreadingSupport { if (self.notifications) { return; } self.notifications = [[NSMutableArray alloc] init]; self.notificationLock = [[NSLock alloc] init]; self.notificationThread = [NSThread currentThread]; self.notificationPort = [[NSMachPort alloc] init]; [self.notificationPort setDelegate:self]; [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:self.notificationPort forMode:(__bridge NSString*)kCFRunLoopCommonModes]; } - (void)handleMachMessage:(void *)msg { [self.notificationLock lock]; while ([self.notifications count]) { NSNotification *notification = [self.notifications objectAtIndex:0]; [self.notifications removeObjectAtIndex:0]; [self.notificationLock unlock]; [self processNotification:notification]; [self.notificationLock lock]; }; [self.notificationLock unlock]; } - (void)processNotification:(NSNotification *)notification { if ([NSThread currentThread] != _notificationThread) { // Forward the notification to the correct thread. [self.notificationLock lock]; [self.notifications addObject:notification]; [self.notificationLock unlock]; [self.notificationPort sendBeforeDate:[NSDate date] components:nil from:nil reserved:0]; } else { // Process the notification here; NSLog(@"current thread = %@", [NSThread currentThread]); NSLog(@"process notification"); } } }
但是这种方案有明显额缺陷,官方文档也对其进行了说明,归结起来有两点:
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所有的通知的处理都要经过 processNotification 函数进行处理。
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所有的接听工具都要提供相应的 NSMachPort 工具,进行消息转发。
正是由于存在这样的缺陷,因此官方文档并不建议直接这样使用,而是鼓励开发者去继承NSNoticationCenter 或者自己去提供一个单独的类进行线程的维护。
block 方式的 NSNotification
为了顺应语法的变化,apple 从 ios4 之后提供了带有 block 的 NSNotification。使用方式如下:
- (id)addObserverForName:(NSString *)name object:(id)obj queue:(NSOperationQueue *)queue usingBlock:(void (^)(NSNotification *note))block
这里说明几点:
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视察者就是当前工具
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queue 界说了 block 执行的线程,nil 则表示 block 的执行线程和发通知在同一个线程
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block 就是相应通知的处理函数
这个 API 已经能够让我们方便的控制通知的线程切换。但是,这里有个问题需要注意。就是其 remove 操作。
首先回忆一下我们原来的 NSNotification 的 remove 方式,见如下代码:
- (void)removeObservers { [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self name:POST_NOTIFICATION object:nil]; }
需要指定 observer 以及 name。但是带 block 方式的 remove 便不能像上面这样处理了。其方式如下:
- (void)removeObservers { if(_observer){ [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:_observer]; } }
其中 _observer 是 addObserverForName 方式的 api 返回视察者工具。这也就意味着,你需要为每一个视察者记录一个成员工具,然后在 remove 的时候依次删除。试想一下,你如果需要 10 个视察者,则需要记录 10 个成员工具,这个想想就是很麻烦,而且它还不能够方便的指定 observer 。因此,理想的做法就是自己再做一层封装,将这些细节封装起来。
LRNotificationObserver
git 上有一个想要解决上述问题的开源代码,其使用方式如下:
+ (void)observeName:(NSString *)name owner:(id)owner dispatchQueue:(dispatch_queue_t)dispatchQueue block:(LRNotificationObserverBlock)block;
它能够方便的控制线程切换,而且它还能做到 owner dealloc 的时候,自动 remove observer。比如我们很多时候在 viewDidLoad 的时候addObserver,然后还需要重载 dealloc,在里面调用 removeObserver,这个开源方案,帮我们省去了再去dealloc 显示 remove 的分外工作。但是如果你想显式的调用 remove,就对照麻烦了(比如有时候,我们在viewWillAppear 添加了 observer,需要在 viewWillDisAppear 移除 observer),它类似官方的解决方案,需要你用成员变量,将 observer 一个个保存下来,然后在 remove 的地方移除。
GYNotificationCenter
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为了解决上面的问题,因此决定重面目目样写一个 Notification 的管理类,GYNotificationCenter 想要到达的效果有两个
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能够方便的控制线程切换
-
能够方便的remove observer
使用
- (void)addObserver:(nonnull id)observer name:(nonnull NSString *)aName dispatchQueue:(nullable dispatch_queue_t)disPatchQueue block:(nonnull GYNotificatioObserverBlock)block;
我们提供了和官方 api 几乎一样的调用要领,支持传入 dispatchQueue 实现线程切换控制,同时能够以 block 的方式处理消息响应,而且支持在 observer dealloc 的时候,自动调用 observer 的 remove 操作。同时还提供了和原生一样的显式调用 remove 的操作,方便收到调用 remove .
- (void)removerObserver:(nonnull id)observer name:(nonnull NSString *)anName object:(nullable id)anObject; - (void)removerObserver:(nonnull id)observer;
能够方便的手动调用 remove 操作。
实现思路
GYNotificaionCenter 借鉴了官方的线程重定向 以及 LRNotificationObserver 的一些方案。在 addObserver 的时候,生成了一个和 observer 关联的 GYNotificationOberverIdentifer 工具,这个工具记录了传入的 block 、name 的数据,然后对这个工具依据传入的 name 注册视察者。
[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(handleNotification:) name:anName object:object];
当收到通知的时候,在 handleNotification 里面执行传入的 block,回调的外面去。
- (void)handleNotification:(NSNotification *)notification { if (self.dispatchQueue) { dispatch_async(self.dispatchQueue, ^{ if (self.block) { self.block(notification); } }); } else { self.block(notification); } }
GYNotificationOberverIdentifer 工具放入 GYNotificationOberverIdentifersContainer 工具中进行统一管理。
- (void)addNotificationOberverIdentifer:(GYNotificationOberverIdentifer *)identifier { NSAssert(identifier,@"identifier is nil"); if (identifier) { NotificationPerformLocked(^{ [self modifyContainer:^(NSMutableDictionary *notificationOberverIdentifersDic) { //不重复add observer if (![notificationOberverIdentifersDic objectForKey:identifier.name]) { [notificationOberverIdentifersDic setObject:identifier forKey:identifier.name]; } }]; }); } }
这个工具也和 observer 关联。由于其和 observer 是关联的,因此当 observer 释放的时候,GYNotificationOberverIdentifer 也会释放,因此,也就能在 GYNotificationOberverIdentifer 的 dealloc 里面调用 remove 操作移除通知注册从而实现自动 remove。
同时由于 GYNotificationOberverIdentifersContainer 里面保留了所有的 Identifer 工具,因此也就能够方便的凭据 name 进行 remove 了。
- (void)removeObserverWithName:(NSString *)name { if (name) { NotificationPerformLocked(^{ [self modifyContainer:^(NSMutableDictionary *notificationOberverIdentifersDic) { if ([notificationOberverIdentifersDic objectForKey:name]) { GYNotificationOberverIdentifer *identifier = (GYNotificationOberverIdentifer *)[notificationOberverIdentifersDic objectForKey:name]; [identifier stopObserver]; [notificationOberverIdentifersDic removeObjectForKey:name]; } }]; }); } }
用意志战胜身体的惰性!