你真的瞭解iOS代理設計模式嗎？

你真的瞭解iOS代理設計模式嗎？

在項目中我們經常會用到代理的設計模式，這是iOS中一種訊息傳遞的方式，也可以通過這種方式來傳遞一些參數。

這篇文章會涵蓋代理的提示和原理，以及代理的記憶體管理等方面的知識。我會通過這些方面的知識，帶大家真正領略代理的奧妙。寫的有點多，但都是乾貨，我能寫下去，不知道你有沒有耐心看下去。

本人能力有限，如果文章中有什麼問題或沒有講到的點，請幫忙指出，十分感謝！

iOS中訊息傳遞方式

在iOS中有很多種訊息傳遞方式，這裡先簡單介紹一下各種訊息傳遞方式。

 

• 通知：在iOS中由通知中樞進行訊息接收和訊息廣播，是一種一對多的訊息傳遞方式。
   

• 代理：是一種通用的設計模式，iOS中對代理支援的很好，由代理對象、委託者、協議三部分組成。
   

• block：iOS4.0中引入的一種回調方法，可以將回調處理代碼直接寫在block代碼塊中，看起來邏輯清晰代碼整齊。
   

• target action：通過將對象傳遞到另一個類中，在另一個類中將該對象當做target的方式，來調用該對象方法，從記憶體角度來說和代理類似。
   

• KVO：NSObject的Category－NSKeyValueObserving，通過屬性監聽的方式來監測某個值的變化，當值發生變化時調用KVO的回調方法。
   

• …..當然還有其他回調方式，這裡只是簡單的列舉。

   

  代理的基本使用

   

  代理是一種通用的設計模式，在iOS中對代理設計模式支援的很好，有特定的文法來實現代理模式，OC語言可以通過@Protocol實現協議。

  代理主要由三部分組成：

  • 協議：用來指定代理雙方可以做什麼，必須做什麼。

  • 代理：根據指定的協議，完成委託方需要實現的功能。

  • 委託：根據指定的協議，指定代理去完成什麼功能。

    這裡用一張圖來闡述一下三方之間的關係：

    
    

     

     

    Protocol－協議的概念

     

    從中我們可以看到三方之間的關係，在實際應用中通過協議來規定代理雙方的行為，協議中的內容一般都是方法列表，當然也可以定義屬性，我會在後續文章中順帶講一下協議中定義屬性。

     

    協議是公用的定義，如果只是某個類使用，我們常做的就是寫在某個類中。如果是多個類都是用同一個協議，建議建立一個Protocol檔案，在這個檔案中定義協議。遵循的協議可以被繼承，例如我們常用的UITableView，由於繼承自UIScrollView的緣故，所以也將UIScrollViewDelegate繼承了過來，我們可以通過代理方法擷取UITableView位移量等狀態參數。

     

    協議只能定義公用的一套介面，類似於一個約束代理雙方的作用。但不能提供具體的實現方法，實現方法需要代理對象去實現。協議可以繼承其他協議，並且可以繼承多個協議，在iOS中對象是不支援多繼承的，而協議可以多繼承。

     

    // 當前協議繼承了三個協議，這樣其他三個協議中的方法列表都會被繼承過來

    @protocol LoginProtocol

    - (void)userLoginWithUsername:(NSString *)username password:(NSString *)password;

    @end

     

    協議有兩個修飾符@optional和@required，建立一個協議如果沒有聲明，預設是@required狀態的。這兩個修飾符只是約定代理是否強制需要遵守協議，如果@required狀態的方法代理沒有遵守，會報一個黃色的警告，只是起一個約束的作用，沒有其他功能。

     

    無論是@optional還是@required，在委託方調用代理方法時都需要做一個判斷，判斷代理是否實現當前方法，否則會導致崩潰。

     

    樣本：

     

    // 判斷代理對象是否實現這個方法，沒有實現會導致崩潰

    if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(userLoginWithUsername:password:)]) {

    [self.delegate userLoginWithUsername:self.username.text password:self.password.text];

    }

     

    下面我們將用一個小例子來講解一下這個問題：

     

    樣本：假設我在公司正在敲代碼，敲的正開心呢，突然口渴了，想喝一瓶紅茶。這時我就可以拿起手機去外賣app上定一個紅茶，然後外賣app就會下單給店鋪並讓店鋪給我送過來。

     

    這個過程中，外賣app就是我的代理，我就是委託方，我買了一瓶紅茶並付給外賣app錢，這就是購買協議。我只需要從外賣app上購買就可以，具體的操作都由外賣app去處理，我只需要最後接收這瓶紅茶就可以。我付的錢就是參數，最後送過來的紅茶就是處理結果。

     

    但是我買紅茶的同時，我還想吃一份必勝客披薩，我需要另外向必勝客app去訂餐，上面的外賣app並沒有這個功能。我又向必勝客購買了一份披薩，必勝客當做我的代理去為我做這份披薩，並最後送到我手裡。這就是多個代理對象，我就是委託方。

    
    

     

     

     

    代理

     

    在iOS中一個代理可以有多個委託方，而一個委託方也可以有多個代理。我指定了外賣app和必勝客兩個代理，也可以再指定麥當勞等多個代理，委託方也可以為多個代理服務。

     

    代理對象在很多情況下其實是可以複用的，可以建立多個代理對象為多個委託方服務，在下面將會通過一個小例子介紹一下控制器代理的複用。

     

    下面是一個簡單的代理：

     

    首先定義一個協議類，來定義公用協議

     

    #import

    @protocol LoginProtocol

    @optional

    - (void)userLoginWithUsername:(NSString *)username password:(NSString *)password;

    @end

     

    定義委託類，這裡簡單實現了一個使用者登入功能，將使用者登入後的帳號密碼傳遞出去，有代理來處理具體登入細節。

     

    #import

    #import "LoginProtocol.h"

    /**

    *當前類是委託類。使用者登入後，讓代理對象去實現登入的具體細節，委託類不需要知道其中實現的具體細節。

    */

    @interface LoginViewController : UIViewController

    // 通過屬性來設定代理對象

    @property (nonatomic, weak) id delegate;

    @end

     

    實現部分：

     

    @implementation LoginViewController

    - (void)loginButtonClick:(UIButton *)button {

    // 判斷代理對象是否實現這個方法，沒有實現會導致崩潰

    if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(userLoginWithUsername:password:)]) {

    // 調用代理對象的登入方法，代理對象去實現登入方法

    [self.delegate userLoginWithUsername:self.username.text password:self.password.text];

    }

    }

     

    代理方，實現具體的登入流程，委託方不需要知道實現細節。

     

    // 遵守登入協議

    @interface ViewController ()

    @end

     

    @implementation ViewController

    - (void)viewDidLoad {

    [super viewDidLoad];

     

    LoginViewController *loginVC = [[LoginViewController alloc] init];

    loginVC.delegate = self;

    [self.navigationController pushViewController:loginVC animated:YES];

    }

     

    /**

    *代理方實現具體登入細節

    */

    - (void)userLoginWithUsername:(NSString *)username password:(NSString *)password {

    NSLog(@"username : %@, password : %@", username, password);

    }

     

    代理使用原理

     

    代理實現流程

     

    在iOS中代理的本質就是代理對象記憶體的傳遞和操作，我們在委託類設定代理對象後，實際上只是用一個id類型的指標將代理對象進行了一個弱引用。委託方讓代理方執行操作，實際上是在委託類中向這個id類型指標指向的對象發送訊息，而這個id類型指標指向的對象，就是代理對象。

    
    

     

     

    代理原理

     

    通過上面這張圖我們發現，其實委託方的代理屬性本質上就是代理對象自身，設定委託代理就是代理屬性指標指向代理對象，相當於代理對象只是在委託方中調用自己的方法，如果方法沒有實現就會導致崩潰。從崩潰的資訊上來看，就可以看出來是代理方沒有實現協議中的方法導致的崩潰。

     

    而協議只是一種文法，是聲明委託方中的代理屬性可以調用協議中聲明的方法，而協議中方法的實現還是有代理方完成，而協議方和委託方都不知道代理方有沒有完成，也不需要知道怎麼完成。

     

    代理記憶體管理

     

    為什麼我們設定代理屬性都使用weak呢？

     

    我們定義的指標預設都是__strong類型的，而屬性本質上也是一個成員變數和set、get方法構成的，strong類型的指標會造成強引用，必定會影響一個對象的生命週期，這也就會形成循環參考。

    
    

     

    強引用

     

    中，由於代理對象使用強引用指標，引用建立的委託方LoginVC對象，並且成為LoginVC的代理。這就會導致LoginVC的delegate屬性強引用代理對象，導致循環參考的問題，最終兩個對象都無法正常釋放。

    
    

     

     

    弱引用

     

    我們將LoginVC對象的delegate屬性，設定為弱引用屬性。這樣在代理對象生命週期存在時，可以正常為我們工作，如果代理對象被釋放，委託方和代理對象都不會因為記憶體釋放導致的Crash。

     

    但是，這樣還有點問題，真的不會崩潰嗎？

     

    下面兩種方式都是弱引用代理對象，但是第一種在代理對象被釋放後不會導致崩潰，而第二種會導致崩潰。

     

    @property (nonatomic, weak) id delegate;

    @property (nonatomic, assign) id delegate;

     

    weak和assign是一種“非擁有關係”的指標，通過這兩種修飾符修飾的指標變數，都不會改變被引用對象的引用計數。但是在一個對象被釋放後，weak會自動將指標指向nil，而assign則不會。在iOS中，向nil發送訊息時不會導致崩潰的，所以assign就會導致野指標的錯誤unrecognized selector sent to instance。

     

    所以我們如果修飾代理屬性，還是用weak修飾吧，比較安全。

     

    控制器瘦身－代理對象

     

    為什麼要使用代理對象？

     

    隨著項目越來越複雜，控制器也隨著業務的增加而變得越來越臃腫。對於這種情況，很多人都想到了最近比較火的MVVM設計模式。但是這種模式學習曲線很大不好掌握，對於新項目來說可以使用，對於一個已經很複雜的大中型項目，就不太好動架構這層的東西了。

     

    在項目中用到比較多的控制項應該就有UITableView了，有的頁面往往UITableView的處理邏輯很多，這就是導致控制器臃腫的一個很大的原因。對於這種問題，我們可以考慮給控制器瘦身，通過代理對象的方式給控制器瘦身。

     

    什麼是代理對象

     

    這是平常控制器使用UITableView(圖畫的難看，主要是意思理解就行)

    
    

     

     

    常用寫法

    這是我們最佳化之後的控制器構成

    
    

     

    代理對象

     

    從上面兩張圖可以看出，我們將UITableView的delegate和DataSource單獨拿出來，由一個代理對象類進行控制，只將必須控制器處理的邏輯傳遞給控制器處理。

     

    UITableView的資料處理、展示邏輯和簡單的邏輯互動都由代理對象去處理，和控制器相關的邏輯處理傳遞出來，交由控制器來處理，這樣控制器的工作少了很多，而且耦合度也大大降低了。這樣一來，我們只需要將需要處理的工作交由代理對象處理，並傳入一些參數即可。

     

    下面我們用一段代碼來實現一個簡單的代理對象

     

    代理對象.h檔案的聲明

     

    #import

    #import

     

    typedef void (^selectCell) (NSIndexPath *indexPath);

    //代理對象(UITableView的協議需要聲明在.h檔案中，不然外界在使用的時候會報黃色警告，看起來不太舒服)

    @interface TableViewDelegateObj : NSObject

     

    /**

    *建立代理對象執行個體，並將資料列表傳進去

    *代理對象將訊息傳遞出去，是通過block的方式向外傳遞訊息的

    *@return 返回執行個體對象

    */

    + (instancetype)createTableViewDelegateWithDataList:(NSArray *)dataList

    selectBlock:(selectCell)selectBlock;

    @end

     

    代理對象.m檔案中的實現

     

    #import "TableViewDelegateObj.h"

     

    @interface TableViewDelegateObj ()

    @property (nonatomic, strong) NSArray *dataList;

    @property (nonatomic, copy) selectCell selectBlock;

    @end

     

    @implementation TableViewDelegateObj

    + (instancetype)createTableViewDelegateWithDataList:(NSArray *)dataList

    selectBlock:(selectCell)selectBlock {

    return [[[self class] alloc] initTableViewDelegateWithDataList:dataList

    selectBlock:selectBlock];

    }

     

    - (instancetype)initTableViewDelegateWithDataList:(NSArray *)dataList selectBlock:(selectCell)selectBlock {

    self = [super init];

    if (self) {

    self.dataList = dataList;

    self.selectBlock = selectBlock;

    }

    return self;

    }

     

    - (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {

    static NSString *identifier = @"cell";

    UITableViewCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:identifier];

    if (!cell) {

    cell = [[UITableViewCell alloc] initWithStyle:UITableViewCellStyleDefault reuseIdentifier:identifier];

    }

    cell.textLabel.text = self.dataList[indexPath.row];

    return cell;

    }

     

    - (NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section {

    return self.dataList.count;

    }

     

    - (void)tableView:(UITableView *)tableView didSelectRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {

    [tableView deselectRowAtIndexPath:indexPath animated:NO];

    // 將點擊事件通過block的方式傳遞出去

    self.selectBlock(indexPath);

    }

    @end

     

    外界控制器的調用非常簡單，幾行代碼就搞定了。

     

    self.tableDelegate = [TableViewDelegateObj createTableViewDelegateWithDataList:self.dataList

    selectBlock:^(NSIndexPath *indexPath) {

    NSLog(@"點擊了%ld行cell", (long)indexPath.row);

    }];

    self.tableView.delegate = self.tableDelegate;

    self.tableView.dataSource = self.tableDelegate;

     

    在控制器中只需要建立一個代理對象類，並將UITableView的delegate和dataSource都交給代理對象去處理，讓代理對象成為UITableView的代理，解決了控制器臃腫以及和UITableView的解藕。

     

    上面的代碼只是簡單的實現了點擊cell的功能，如果有其他需求大多也都可以在代理對象中進行處理。使用代理對象類還有一個好處，就是如果多個UITableView邏輯一樣或類似，代理對象是可以複用的。

     

    非正式協議

     

    簡介

     

    在iOS2.0之前還沒有引入@Protocol正式協議之前，實現協議的功能主要是通過給NSObject添加Category的方式。這種通過Category的方式，相對於iOS2.0之後引入的@Protocol，就叫做非正式協議。

     

    正如上面所說的，非正式協議一般都是以NSObject的Category的方式存在的。由於是對NSObject進行的Category，所以所有基於NSObject的子類，都接受了所定義的非正式協議。對於@Protocol來說編譯器會在編譯期檢查語法錯誤，而非正式協議則不會檢查是否實現。

     

    非正式協議中沒有@Protocol的@optional和@required之分，和@Protocol一樣在調用的時候，需要進行判斷方法是否實現。

     

    // 由於是使用的Category，所以需要用self來判斷方法是否實現

    if ([self respondsToSelector:@selector(userLoginWithUsername:password:)]) {

    [self userLoginWithUsername:self.username.text password:self.password.text];

    }

     

    非正式協議樣本

     

    在iOS早期也使用了大量非正式協議，例如CALayerDelegate就是非正式協議的一種實現，非正式協議本質上就是Category。

     

    @interface NSObject (CALayerDelegate)

    - (void)displayLayer:(CALayer *)layer;

    - (void)drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx;

    - (void)layoutSublayersOfLayer:(CALayer *)layer;

    - (nullable id)actionForLayer:(CALayer *)layer forKey:(NSString *)event;

    @end

     

    代理和block的選擇

    在iOS中的回調方法有很多，而代理和block功能更加相似，都是直接進行回調，那我們應該用哪個呢，或者說哪個更好呢？

     

    其實這兩種訊息傳遞的方式，沒有哪個更好、哪個不好直說….我們應該區分的是在什麼情況下應該用什麼，用什麼更合適！下面我將會簡單的介紹一下在不同情況下代理和block的選擇：

     

    • 多個訊息傳遞，應該使用delegate。

    • 在有多個訊息傳遞時，用delegate實現更合適，看起來也更清晰。block就不太好了，這個時候block反而不便於維護，而且看起來非常臃腫，很彆扭。

    • 例如UIKit的UITableView中有很多代理如果都換成block實現，我們腦海裡想一下這個情境，這裡就不用代碼寫例子了…..那簡直看起來不能忍受。

    • 一個委派物件的代理屬性只能有一個代理對象，如果想要委派物件回調多個代理對象應該用block。(這裡主要是針對於對象內部屬性不會對block進行引用的情況下，否則再調用同一個方法也會造成重新賦值問題)

       
      

       

      代理

      上面圖中代理1可以被設定，代理2和代理3設定的時候被划了叉，是因為這個步驟是錯誤的操作。我們上面說過，delegate只是一個儲存某個代理對象的地址，如果設定多個代理相當於重新賦值，只有最後一個設定的代理才會被真正賦值。

      這裡的block不是應用於聲明在.h檔案中屬性回調的，主要是應用於方法回調的。例如現在有如下情況需要回調，用block可以但是用設定delegate的方式就不行了：“假設有block回調對象downloadImage類，同一個downloadImage對象帶有block回調的方法，在多個類或多個地方進行回調，這種情況就更佳適合用block的方式了。“每調用一次方法就可以在block回調代碼塊中，進行自己的操作，比代理的方式更佳強大。

      單例對象最好不要用delegate。

       

      單例對象由於始終都只是同一個對象，如果使用delegate，就會造成我們上面說的delegate屬性被重新賦值的問題，最終只能有一個對象可以正常響應代理方法。

       

      這種情況我們可以使用block的方式，在主線程的多個對象中使用block都是沒問題的，下面我們將用一個迴圈暴力測試一下block到底有沒有問題。

       

      NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

      queue.maxConcurrentOperationCount = 10;

      for (int i = 0; i

      上面用NSOperationQueue建立了一個新的隊列，並且將最大並發數設定為10，然後建立一個100次的迴圈。我們在多線程情況下測試單例在block的情況下能否正常使用，答案是可以的。

      但是我們還是需要注意一點，在多線程情況下因為是單例對象，我們對block中必要的地方加鎖，防止資源搶奪的問題發生。

      代理是可選的，而block在方法調用的時候只能通過將某個參數傳遞一個nil進去，只不過這並不是什麼大問題，沒有代碼潔癖的可以忽略。

       

      [self downloadTaskWithResumeData:resumeData

      sessionManager:manager

      savePath:savePath

      progressBlock:nil

      successBlock:successBlock

      failureBlock:failureBlock];

       

      代理更加面相過程，block則更面向結果。

      從設計模式的角度來說，代理更佳面向過程，而block更佳面向結果。例如我們使用NSXMLParserDelegate代理進行XML解析，NSXMLParserDelegate中有很多代理方法，NSXMLParser會不間斷調用這些方法將一些轉換的參數傳遞出來，這就是NSXMLParser解析流程，這些通過代理來展現比較合適。而例如一個網路請求回來，就通過success、failure代碼塊來展示就比較好。

      從效能上來說，block的效能消耗要略大於delegate，因為block會涉及到棧區向堆區拷貝等操作，時間和空間上的消耗都大於代理。而代理只是定義了一個方法列表，在遵守協議對象的objc_protocol_list中添加一個節點，在運行時向遵守協議的對象發送訊息即可。

      這篇文章並不是講block的，所以不對此做過多敘述。唐巧有一篇文章介紹過block，非常推薦這篇文章去深入學習block。