ReactiveCocoa 解析

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了ReactiveCocoa 解析前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

ReactiveCocoa 解决了什么问题

ReactiveCocoa 是一个 iOS 中的函数式响应式编程框架,它改变了我们在使用 Cocoa 时的思维和方式。

它将苹果的 API 进行了一次封装改造,使其可以使用响应式进行编程。

函数式编程 (Functional Programming) [FP]

注: 本人之前并不了解函数式编程,也是为了深入了解 ReactiveCocoa 为什么会那样写代码才去研究的,了解也比较浅显。有需要了解的同学可以看看这篇文章 : 函数式编程(Functional Programming)简介

在 iOS 中,开发者一般使用的开发范例都是面向对象开发,而面向对象是一种命令式编程 (Imperative Programming)。它与函数式编程是两种开发思维,其实目的都是一样的,让计算机计算出来我们需要的结果。

In computer science,functional programming is a programming paradigm—a style of building the structure and elements of computer programs—that treats computation as the evaluation of mathematical functions and avoids changing-state and mutable data.

在计算机科学中,函数式编程是一种指定了计算机编程中编程结构和元素的编程范例,将一次计算作为一个数学函数,避免了状态的改变并且不会改变原始数据。

总的来说,函数式编程就是一个表达式,y = x + 1, 就像数学中的函数一样。

比如需要求 1 到 n 的和,用 Swift 来写,在命令式编程中,会写成这样:

func addTo(_ number: Int) -> Int {
    var sum: Int = 0
    for i in 1...number {
        sum += i
    }
    return sum
}

addTo(10) // 55

addTo() 是有状态的,sum 为一个执行状态,在执行结束的时候程序达到了最终状态,目标达到,结束运行。

而在函数式编程中,代码会是这样:

func addUpTo(_ number: Int) -> Int {
    if number >= 1 {
        return number + addUpTo(number-1)
    }
    return number
}

addUpTo(10) // 55

函数式编程中不使用循环,想要循环只能使用递归。在 addUpTo() 中是不保存状态的,换个方式,可以说,它是使用了函数来保存状态的。

函数式编程中,如果仅此而已,那么其表达能力是非常弱的,函数式编程有两个本质:

  1. 高阶函数:我们可以将函数作为另外一个函数的参数或者返回值,这样组合下来的函数即为高阶函数
  2. 没有副作用:函数功能是返回一个新值,没有其他行为,更不能修改外部变量的值,强于计算,弱与 I/O。

当然函数式编程不可能就真的不执行 I/O,但它通过一些手段来把I/O的影响限制到最小,比如通过Continuations,Monad等技术。

Moand

重点来了: 说了那么多函数式编程,就是为了引出 Monad,Moand 是将函数连接起来的方法,在函数式编程里是一个比较重要的概念。

  1. 在知乎上有一个人回答的关于 Moand 是什么 的答案我觉得还是比较合适新手的。
  2. 这里还有一个 讲解 Moand 的版本,在最后联系到了 ReactiveCocoa,非常棒。

Monad 提供了一个 >>= 方法,其发音是 bind。通过 bind 可以完成两个函数的绑定,完成一个组合计算。

因为对函数式和 Monad 的理解也不是非常深刻,在这里就不展开了,上面两个链接也只是从茫茫资料中挑选出来好理解的。毕竟是做程序,多敲代码才能更加理解。

在第一个知乎上面的回答中 Monad 的例子,写了一个 Swift 版本,方便理解吧:

enum type {
    case ret
    case excp
}

// M 是一个 Monad
struct M <T> {
    init(value: T,t: type) {
        self.value = value
        self.t = t
    }
    var value: T
    var t: type

    // 一个辅助 debug 方法
    func log() {
        if t == .ret {
            print(value)
        } else {
            print("Exception")
        }
    }

    // 将一个普通值放在一个 M 中
    static func unit (value: T) -> M {
        return M.init(value: value,t: .ret)
    }

    // 一个不可用的 M
    static func raise () -> M {
        return M.init(value: 0 as! T,t: .excp)
    }

    // >>= 方法
    func selfBind (value: M,morph: ((T) -> M)) -> M {
        if value.t == .excp {
            return M.raise()
        } else {
            return morph(value.value)
        }
    }

    // Swift 优化版 >>= 方法
    func bind (morph: ((T) -> M)) -> M {
       return selfBind(value: self,morph: morph)
    }
}

M.unit(value: 8).bind(morph: { (v1: Int) -> M<Int> in return M.unit(value: 2).bind(morph: { (v2: Int) -> M<Int> in if v2 == 0 { return M.raise() } return M.unit(value: v1/v2) }) }).log() // 4 M.unit(value: 8).bind { (v1: Int) -> M<Int> in
    return M.unit(value: 0).bind(morph: { (v2: Int) -> M<Int> in if v2 == 0 { return M.raise() } return M.unit(value: v1/v2) }) }.log() // Exception

响应式编程 (Reactive Programming)

响应式编程是 ReactiveCocoa 的主要思想,Monad 是实现这种思想的方式。

函数响应式编程(Functional Reactive Programming:FRP)是一种和事件流有关的编程方式,其角度类似EventSoucing,关注导致状态值改变的行为事件,一系列事件组成了事件流。

FRP是更加有效率地处理事件流,而无需显式去管理状态。

这里也不展开讨论了,下面是两个讲解:

  1. 什么是函数响应式编程(Functional Reactive Programming:FRP)
  2. PR 入门

响应式编程 (Reactive Programming) 的关键点在事件流(Stream):

  • 可以用包括Click和Hover事件在内的任何东西创建Data stream,任何东西都可以是一个Stream:变量、用户输入、属性、Cache、数据结构等等。

  • 在这个基础上,你还有令人惊艳的函数去combine、create、filter这些Stream。

  • Stream就是一个 按时间排序的Events(Ongoing events ordered in time)序列 ,它可以发送三种不同的Events:(某种类型的)Value、Error或者一个”Completed” Signal。

  • 监听一个Stream也被称作是 订阅(Subscribing),而我们所定义的函数就是观察者(Observer),Stream则是被观察者(Observable),其实就是观察者模式(Observer Design Pattern)。

理解了以上两篇文章以后,对于 ReactiveCocoa 的理解就会简单很多了。

ReactiveCocoa 实现

在上一个章节中了解到,ReactiveCocoa 实现了 FRP,也了解了什么是 FRP。再温习一下,FRP 的关键点在于:

  1. Stream
  2. Subscribe

再次来看一下一个 Stream 的整个订阅过程:

而对于 ReactiveCocoa 来说,其重点实现为:

  1. RACStream:对应响应式中的 Stream,它是一个 Monad。
  2. RACSubscriber:做订阅动作的订阅者。
  3. RACSignal:RACStream 在 ReactiveCocoa 中只是一个流的抽象,而 RACSignal 以及其类簇才是真正实现功能的地方。
  4. RACDisposable:当一个订阅者结束订阅的时候,需要将在订阅的时候创建的数据清除或者将创建的其他任务结束,约等于收尾工作。
  5. RACScheduler:封装了 GCD,用来控制任务在什么时候什么位置执行。在订阅的一个 Signal 的时候,RACScheduler 将创建 RACSignal 的时候传入的 block 放在了线程中执行。

看起来是比纯粹的 RP 订阅过程要复杂一些,其实重点还是 RACSignalRACSubscriber 其他的东西都是围绕这这俩进行的,先看一下 Reactivecocoa 整个订阅过程:

解读一下(具体代码在后面):

  1. Create Signal with stream block:创建 RACSignal,需要传入一个 block (这个 block 会带一个 RACSubscriber 类型的参数,并返回一个 RACDisposable), 然后将这个 block 存入属性 didSubscribe,在这个 block 中指定数据或者事件流的内容,并指定在某一个状态执行 block 自带的参数 subscriber 的 sendNextsendErrorsendComplete 方法。注意在这一步,只是创建了 RACSignal 其他的东西都没有创建,block 中的代码并未执行,因此,如果没有订阅一个 Signal 那么这个 Signal 将没有任何的数据或事件流,也不存在订阅者;
  2. Subscribe:订阅 Signal,调用 signal 的 subscribeNext... 方法,指定订阅者对应的 nextBlockerrorBlockcompleteBlock,并且执行 didSubscribe(subscriber) 这里的 subscriber 就是创建的订阅者;
  3. sendNext:sendNext 操作是第二步中创建的 subscriber 调用的;
  4. sendError:sendError 操作是第二步中创建的 subscriber 调用的;
  5. sendComplete: sendComplete 操作是第二步中创建的 subscriber 调用的;
  6. dispose:在创建 RACSignal 的时候,会指定其 RACDisposable,并在第二步的时候将这个 disposable 存入 subscriber,在 subscriber 调用 sendErrorsendComplete 的时候调用 dispose 方法执行清理代码

RACSignal

先来看看 RACSignal 的继承关系:

RACStream 是一个 Monad,代表了一个数据或事件流,它声明了 reutrnbind 方法,实现里面直接返回了 nil,因为它是一个抽象类,我们在用的时候最多使用的是 RACSignalRACSequence(它也是 RACStream 的子类,可以先不去思考这个)。

/// RACStream.h
///
/// A block which accepts a value from a RACStream and returns a new instance
/// of the same stream class.
///
/// Setting `stop` to `YES` will cause the bind to terminate after the returned
/// value. Returning `nil` will result in immediate termination.
typedef RACStream * (^RACStreamBindBlock)(id value,BOOL *stop);

/// An abstract class representing any stream of values.
///
/// This class represents a monad,upon which many stream-based operations can
/// be built.
///
/// When subclassing RACStream,only the methods in the main @interface body need
/// to be overridden.
@interface RACStream : NSObject

/// Lifts `value` into the stream monad.
///
/// Returns a stream containing only the given value.
+ (instancetype)return:(id)value;

/// Lazily binds a block to the values in the receiver.
///
/// This should only be used if you need to terminate the bind early,or close
/// over some state. -flattenMap: is more appropriate for all other cases.
///
/// block - A block returning a RACStreamBindBlock. This block will be invoked
/// each time the bound stream is re-evaluated. This block must not be
/// nil or return nil.
///
/// Returns a new stream which represents the combined result of all lazy
/// applications of `block`.
- (instancetype)bind:(RACStreamBindBlock (^)(void))block;

当然 RACSignal 也是一个 Monad,它的功能是通过一系列的类簇来实现的:

  1. RACReturnSignal: 实现了 return 方法subscribe订阅方法,其订阅方法订阅的时候会直接调用 sendNextsendComplete 方法
  2. RACEmptySignal: 实现了 empty 方法(可以类比上面 Swift 代码Struct M 中的 raise() 方法)和 subscribe订阅方法,其订阅方法订阅的时候会直接调用 sendComplete 方法
  3. RACErrorSignal: 实现了 error 方法subscribe订阅方法,其订阅方法订阅的时候会直接调用 sendError 方法。在某些时候如果创建 Signal 出错的时候将会被创建,存储了错误信息。
  4. RACDynamicSignal: 实现了 createSignalsubscribe 方法,一个正确可用的 RACSignal 其实是这个类型。
  5. RACSubject: 可以作为一个 subscriber订阅其他的信号,也可以作为一个信号被订阅。它实现了 RACSubscriber 协议中的 sendNextsendErrorsendComplete 方法,它将遍历自己的订阅者,然后依次调用其对应的 sendNextsendErrorsendComplete 方法

    • RACBehaviorSubject: 当被订阅的时候,返回其接收的最后一个值。
    • RACGroupedSignal: 分组信号,用来实现信号的分组功能
    • RACReplaySubject: 重播信号,将信号发送过的值全部保存,被订阅的时候会重新发送这些值,error 和 complete也会被重播。
  6. RACChannelTerminal: 通道终端,实现 RACChannel 的双向绑定功能

createSignal:

创建信号的时候需要一个接收订阅者返回清理者的 block(didSubscribe),然后 RACSignal 会将这个 block 作为属性保存起来,并不执行。

// RACDynamicSignal.m

+ (RACSignal *)createSignal:(RACDisposable * (^)(id<RACSubscriber> subscriber))didSubscribe {
    RACDynamicSignal *signal = [[self alloc] init];
    // didSubscribe 是一个 block,在创建 Signal 的时候实现的,主要作用是指定信号源,确定数据或事件流
    signal->_didSubscribe = [didSubscribe copy];
    return [signal setNameWithFormat:@"+createSignal:"];
}

// 使用:创建信号
RACSignal *signal = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id<RACSubscriber> subscriber) {
    NSError *error;
    // 做一些事情后
    [subscriber sendNext:@1];
    // 任务完成后
    [subscriber sendCompleted];
    // 如果发生错误
    [subscriber sendError:error];

    return [RACDisposable disposableWithBlock:^{
        // 清理数据
    }];
}];

subscribeNext:error:complete:

// RACSignal.m 

- (RACDisposable *)subscribeNext:(void (^)(id x))nextBlock error:(void (^)(NSError *error))errorBlock completed:(void (^)(void))completedBlock {
    NSCParameterAssert(nextBlock != NULL);
    NSCParameterAssert(errorBlock != NULL);
    NSCParameterAssert(completedBlock != NULL);

    RACSubscriber *o = [RACSubscriber subscriberWithNext:nextBlock error:errorBlock completed:completedBlock];  // RACDynamicSignal
    return [self subscribe:o];
}

// RACDynamicSignal.m
// RACDynamicSignal 只实现了两个方法,第一个是 createSignal,第二个就是 subscribe
- (RACDisposable *)subscribe:(id<RACSubscriber>)subscriber {
    NSCParameterAssert(subscriber != nil);

    // 一组 Disposable,可以理解为一个 Disposable 数组,当被 dispose,他会 dispose 所有它包含的 Disposable
    RACCompoundDisposable *disposable = [RACCompoundDisposable compoundDisposable];
    subscriber = [[RACPassthroughSubscriber alloc] initWithSubscriber:subscriber signal:self disposable:disposable];

    if (self.didSubscribe != NULL) {
        RACDisposable *schedulingDisposable = [RACScheduler.subscriptionScheduler schedule:^{
            // 执行创建 signal 的时候保存的 block
            RACDisposable *innerDisposable = self.didSubscribe(subscriber);
            [disposable addDisposable:innerDisposable];
        }];

        [disposable addDisposable:schedulingDisposable];
    }

    return disposable;
}

@protocol RACSubscriber

RACSubscriber 是一个协议,其他的类可以遵循这个协议并且实现其方法,这样都可以做为一个订阅者。RACSubject 也是遵循了这个协议才可以即作为订阅者又作为信号的。这个协议声明了四个方法

// RACSubscriber.h 

@protocol RACSubscriber <NSObject>
@required

/// Sends the next value to subscribers.
///
/// value - The value to send. This can be `nil`.
- (void)sendNext:(id)value;

/// Sends the error to subscribers.
///
/// error - The error to send. This can be `nil`.
///
/// This terminates the subscription,and invalidates the subscriber (such that
/// it cannot subscribe to anything else in the future).
- (void)sendError:(NSError *)error;

/// Sends completed to subscribers.
///
/// This terminates the subscription,and invalidates the subscriber (such that
/// it cannot subscribe to anything else in the future).
- (void)sendCompleted;

/// Sends the subscriber a disposable that represents one of its subscriptions.
///
/// A subscriber may receive multiple disposables if it gets subscribed to
/// multiple signals; however,any error or completed events must terminate _all_
/// subscriptions.
- (void)didSubscribeWithDisposable:(RACCompoundDisposable *)disposable;

@end

前三个方法就不用多说了,是订阅中的最关键的方法

最后一个方法添加 Disposable 的,一个订阅者可以订阅多个 Signal,因此它也会收到多个 Disposable,因此是添加方法。注释中也写了,如果触发了 sendErrorsendComplete 方法,所有的订阅将也会被终结。

在 ReactiveCocoa 中,实现了 RACSubscriber 协议的类有:

RACSubscriber

// RACSubscriber.m
// 注意,RACSubscriber 类是在 RACSubscriber+Pirvate.h 中声明的,而实现放在了 RACSubscriber.m 中

+ (instancetype)subscriberWithNext:(void (^)(id x))next error:(void (^)(NSError *error))error completed:(void (^)(void))completed {
    RACSubscriber *subscriber = [[self alloc] init];

    subscriber->_next = [next copy];
    subscriber->_error = [error copy];
    subscriber->_completed = [completed copy];

    return subscriber;
}

可以看到的是,RACSubscriber 声明了三个属性来存储对应的 block,当然还有 disposable:

// RACSubscriber.m

@property (nonatomic,copy) void (^next)(id value);
@property (nonatomic,copy) void (^error)(NSError *error);
@property (nonatomic,copy) void (^completed)(void);

@property (nonatomic,strong,readonly) RACCompoundDisposable *disposable;

disposable 是在 init 的时候创建的,当执行 dispose 方法的时候将会把三个 block 置空。

最重要的,RACSubscriber 类实现了 RACSubscriber 协议的方法

// RACSubscriber.m

- (void)sendNext:(id)value {
    @synchronized (self) {
        void (^nextBlock)(id) = [self.next copy];
        if (nextBlock == nil) return;

        nextBlock(value);
    }
}

- (void)sendError:(NSError *)e {
    @synchronized (self) {
        void (^errorBlock)(NSError *) = [self.error copy];
        [self.disposable dispose];

        if (errorBlock == nil) return;
        errorBlock(e);
    }
}

- (void)sendCompleted {
    @synchronized (self) {
        void (^completedBlock)(void) = [self.completed copy];
        [self.disposable dispose];

        if (completedBlock == nil) return;
        completedBlock();
    }
}

- (void)didSubscribeWithDisposable:(RACCompoundDisposable *)otherDisposable {
    if (otherDisposable.disposed) return;

    RACCompoundDisposable *selfDisposable = self.disposable;
    [selfDisposable addDisposable:otherDisposable];

    @unsafeify(otherDisposable);

    // If this subscription terminates,purge its disposable to avoid unbounded
    // memory growth.
    [otherDisposable addDisposable:[RACDisposable disposableWithBlock:^{
        @strongify(otherDisposable);
        [selfDisposable removeDisposable:otherDisposable];
    }]];
}

都是最基础的实现,调用对应的 block,添加 disposable。

RACPassthroughSubscriber

上面在说 RACSubscriber 协议的时候提到:一个订阅者可以订阅多个 Signal。这个类就是完成这个任务的,它有三个属性

// RACPassthroughSubscriber.m

// The subscriber to which events should be forwarded.
@property (nonatomic,readonly) id<RACSubscriber> innerSubscriber;

// The signal sending events to this subscriber.
//
// This property isn't `weak` because it's only used for DTrace probes,so
// a zeroing weak reference would incur an unnecessary performance penalty in
// normal usage.
@property (nonatomic,unsafe_unretained,readonly) RACSignal *signal;

// A disposable representing the subscription. When disposed,no further events
// should be sent to the `innerSubscriber`.
@property (nonatomic,readonly) RACCompoundDisposable *disposable;
  • innerSubscriber: 用来保存真正的订阅
  • signal:用来保存订阅的 Signal
  • disposable:用来保存这个订阅者的 Disposable

重点在于 RACSubscriber 协议的实现(删除了部分代码,只保留了重点代码):

- (void)sendNext:(id)value {
    if (self.disposable.disposed) return;
    [self.innerSubscriber sendNext:value];
}

- (void)sendError:(NSError *)error {
    if (self.disposable.disposed) return;
    [self.innerSubscriber sendError:error];
}

- (void)sendCompleted {
    if (self.disposable.disposed) return;
    [self.innerSubscriber sendCompleted];
}

- (void)didSubscribeWithDisposable:(RACCompoundDisposable *)disposable {
    if (disposable != self.disposable) {
        [self.disposable addDisposable:disposable];
    }
}

在这里,先判定了对应的 disposable 是否被销毁过,然后再确定是否触发对应的方法

RACDisposable

RACDisposable 是 ReactiveCocoa 中的清理者,它在一次订阅结束的时候清理相关数据和任务。

RACDisposable 的继承关系如下:

  • RACDisposable:在初始化的时候提供一个清理的 block 并保存到属性,在调用 dispose 方法的时候调用这个 block。
  • RACKVOTrampoline:RAC 将 KVO 也响应式了,在清理 KVO 的时候使用 RACKVOTrampoline 来做清理,它在创建的时候也使用 KVO 监听了对应的 value,并且在触发的时候做出反应,在 dispose 的时候清理数据,并且解除 KVO 监听。
  • RACCompoundDisposable:一系列的清理,使用一个 CFMutableArrayRef 来保存所有的 RACDisposable 及其子类,在 dispose 的时候将会 dispose 所有的 RACDisposable;
  • RACSerialDisposable:一个含有 Disposable 的 Disposable,内部保存的 Disposable 可以与外部传递来的进行交换。

RACScheduler

RACScheduler 在 ReactiveCocoa 中起了调度的作用,其本质是封装了 GCD 的串行队列,以保证所有相关任务能有序进行。上面有说到,在 RACDynamicSignal subscribe 的时候,会使用 RACScheduler 将创建数据或事件流的 block 放到线程中执行。

RACScheduler 的继承关系如下:

  • RACImmediateScheduler:立即执行调度的任务。
  • RACQueueScheduler:一个抽象的调度者,使用 GCD 队列异步执行其任务。
  • RACTargetQueueScheduler:一个可以在任何线程队列执行任务的调度者,在使用队列进行异步执行的时候,都是使用这个类,因为 RACQueueScheduler 只是一个抽象类。
  • RACSubscriptionScheduler:执行订阅者相关任务的调度者,他有自己的一个线程,在 ReactiveCocoa 中定义了一个单例来使用。包括上面提到的(在 RACDynamicSignal subscribe 的时候,会使用 RACScheduler 将创建数据或事件流的 block 放到线程中执行)这个功能就是使用这个单例执行的。

RACSequence

RACSequence 也是 ReactiveCocoa 中一个比较重要的内容,它继承自 RACStream,但它并不能被当做一个信号被订阅,但它提供一个方法来转换成 signal。

RACSequence 代表的是一个序列,里面的值是有序存放的,这些值不可被改变,像 Objective-C 里面的 collection 类型一样,它不能保存空值。

RACSequence 中最重要的概念是 head 和 tail,就是头和尾巴,头指的是第一个值,尾巴指的是剩下的值,而一个尾巴也是一个 RACSequence,它也有自己的头和尾巴,一个最小的 RACSequence 单元就是尾巴只有一个值。

/// The first object in the sequence,or nil if the sequence is empty.
///
/// Subclasses must provide an implementation of this method.
@property (nonatomic,readonly) id head;

/// All but the first object in the sequence,readonly) RACSequence *tail;

RACSequence 存在的目的是为了简化 Objective-C 里面的集合操作,类似 map、filter 等功能,Swift 中的集合是有这样的方法的,但是 Objective-C 没有。

  • RACArraySequence: 利用数组 NSArray 创建一个 sequence,将数组中的元素按序添加为 sequence 的 head 和 tail,添加了 map、filter 方法
  • RACDynamicSequence:动态实现一个序列,需要提供 headBlocktailBlock,在取 head 和 tail 的时候将会调用相关的 block 获取 head 和 tail。
  • RACEmptySequence:空序列,实现了 -empty 方法,head 和 tail 都是 nil。
  • RACIndexSetSequence:利用索引集合 NSIndexSet 创建一个 sequence。
  • RACSignalSequence:利用 signal 发送过的值创建一个 sequence。
  • RACStringSequence:利用 NSString 创建一个 sequence,每一个字符将为一个 head。
  • RACTupleSequence:利用元组中的元素创建一个 sequence,使用的是 RACTuple,RACTuple 是 ReactiveCocoa 的元组类,它封装了元组,可以通过方法 -allObjects 获取元组中所有的元素。
  • RACUnarySequence:单一元素 sequence,tail 为空,用来实现 return 方法

总结

以上就是 ReactiveCocoa 的来由和基本架构及相关实现了。不过对于函数式和 Monad,还有很多操作,我们的 bind 还没有发挥作用呢,有了 bind 功能,可以实现很多更加自由的东西,比如 map,flattenMap 等非常强大的功能。ReactiveCocoa 还对 cocoa 的一些接口进行了封装,将一些数据和事件做成了事件流来方便我们使用。

在这里有一个 OC 里面的思路可以学习,就是使用类簇来实现相关功能,类似 RACSchedulerRACSignalRACDisposableRACSubscriber,都是使用类簇来完成相关功能,每一个子类都是为了完成一个功能,然后使用的时候使用父类来根据不同的功能创建不同的子类。

ReactiveCocoa 相关的内容在研究的时候也参考了不少文章,在这里有一篇写的非常好:

ReactiveCocoa 进阶

bind

最开始在了解 Monad 的时候用 Swift 写的那个 Monad 中,就有一个 bind 方法

// >>= 方法
func selfBind (value: M,morph: ((T) -> M)) -> M {
    if value.t == .excp {
        return M.raise()
    } else {
        return morph(value.value)
    }
}

// Swift 优化版 >>= 方法
func bind (morph: ((T) -> M)) -> M {
   return selfBind(value: self,morph: morph)
}

// 使用

M.unit(value: 2).bind(morph: { (value: Int) -> M<Int> in if value == 0 { return M.raise() } return M.unit(value: 100/value) })

可以见得,bind 方法的作用是将 Monad 与一个 block 绑定,这个 block 可以获取到 Monad 中的值,然后对其进行处理,并将处理后的值作为一个新的 Monad 返回。

RACSignal 在实现 bind 方法的时候动作并不多,但是理解起来会很绕,绑定的 block 返回的是一个返回 signal 的 RACStreamBindBlock,bind 方法会返回一个新建的 bindSignal,在新建的 bindSignal 的 createSignalBlock 里面,订阅原信号(self),并在原信号发送值的时候使用 RACStreamBindBlock 处理值并返回一个持有新值的 newSignal,并且在这个时候订阅这个 newSignal,当这个 newSignal 发送值的时候 bindSignal 也会将这个新值发送出去。在使用 bind 的时候订阅的信号其实是 bindSignal。

// 正式看 bind 之前先看看 RACStreamBindBlock 的声明
// RACStream.h

typedef RACStream * (^RACStreamBindBlock)(id value,BOOL *stop);

// RACSignal.m

// bind 方法是必须要返回一个新的 Monad (RACSignal) 的。
- (RACSignal *)bind:(RACStreamBindBlock (^)(void))block {
    NSCParameterAssert(block != NULL);

    /* * -bind: should: * (-bind: 方法的实现:) * * 1. Subscribe to the original signal of values. * (1. 订阅原信号的值。) * 2. Any time the original signal sends a value,transform it using the binding block. * (2. 在原信号发送数据的时候,使用绑定的 block 处理这个数据。) * 3. If the binding block returns a signal,subscribe to it,and pass all of its values through to the subscriber as they're received. *( 3. 如果绑定的 block 返回的是一个信号(RACSignal),将订阅这个信号,然后通过其订阅者将获取到的值发送出去。) * 4. If the binding block asks the bind to terminate,complete the _original_ signal. * (4. 如果绑定的 block 要求绑定结束(使用 RACStreamBindBlock 的 stop 判定),那么完成原信号。) * 5. When _all_ signals complete,send completed to the subscriber. * (5. 当所有绑定的信号都完成了,那么给订阅者发送信号完成。) * * If any signal sends an error at any point,send that to the subscriber. * (任何绑定的信号在任何时候发送了 error,也将会被发送给订阅者。) */

    // bind 方法返回的一定是一个新的 RACSignal
    return [[RACSignal createSignal:^(id<RACSubscriber> subscriber) {
        // 传递进来的参数是一个返回 RACStreamBindBlock 的 block,这里需要的是 RACStreamBindBlock
        RACStreamBindBlock bindingBlock = block();

        // 可能绑定的信号不止一个,用这个数组维护所有的绑定信号
        // 每当绑定一个信号,将会将被绑定的信号存入数组
        // 每当有一个信号 complete,那么就在数组中移除这个信号
        // 如果所有的信号都 complete,这个数据也将为空,原信号也将被 complete
        NSMutableArray *signals = [NSMutableArray arrayWithObject:self];

        // 与上面的 signals 一样的道理,用来维护所有的信号的 Disposable
        RACCompoundDisposable *compoundDisposable = [RACCompoundDisposable compoundDisposable];

        // 完成一个被绑定的信号代码块,将在后面被调用
        void (^completeSignal)(RACSignal *,RACDisposable *) = ^(RACSignal *signal,RACDisposable *finishedDisposable) {
            BOOL removeDisposable = NO;

            @synchronized (signals) {
                [signals removeObject:signal];

                if (signals.count == 0) {
                    [subscriber sendCompleted];
                    [compoundDisposable dispose];
                } else {
                    removeDisposable = YES;
                }
            }

            if (removeDisposable) [compoundDisposable removeDisposable:finishedDisposable];
        };

        // 添加一个绑定的信号代码块,将在后面被调用
        void (^addSignal)(RACSignal *) = ^(RACSignal *signal) {
            @synchronized (signals) {
                [signals addObject:signal];
            }

            // 被添加的信号将被订阅
            RACSerialDisposable *selfDisposable = [[RACSerialDisposable alloc] init];
            [compoundDisposable addDisposable:selfDisposable];

            // 订阅将原信号发送的值处理后生成的新 signal
            // 当处理后的 signal 发送信号的时候绑定后生成的新 signal 也将调用对应的方法
            RACDisposable *disposable = [signal subscribeNext:^(id x) {
                [subscriber sendNext:x];
            } error:^(NSError *error) {
                [compoundDisposable dispose];
                [subscriber sendError:error];
            } completed:^{
                @autoreleasepool {
                    completeSignal(signal,selfDisposable);
                }
            }];

            selfDisposable.disposable = disposable;
        };

        // 真正执行的代码
        @autoreleasepool {
            // 下面会订阅原信号,这个 Disposable 是用来保存当次订阅原信号的 Disposable
            RACSerialDisposable *selfDisposable = [[RACSerialDisposable alloc] init];
            [compoundDisposable addDisposable:selfDisposable];

            // 订阅原信号
            RACDisposable *bindingDisposable = [self subscribeNext:^(id x) {
                // 手动检测原信号的 Disposable 是否 dispose 过,避免同步错误
                // Manually check disposal to handle synchronous errors.
                if (compoundDisposable.disposed) return;

                BOOL stop = NO;
                // 执行绑定的 block,对原信号的 value 进行处理
                id signal = bindingBlock(x,&stop);

                @autoreleasepool {
                    // 添加信号
                    if (signal != nil) addSignal(signal);
                    // 完成信号
                    if (signal == nil || stop) {
                        [selfDisposable dispose];
                        completeSignal(self,selfDisposable);
                    }
                }
            } error:^(NSError *error) {
                [compoundDisposable dispose];
                [subscriber sendError:error];
            } completed:^{
                @autoreleasepool {
                    completeSignal(self,selfDisposable);
                }
            }];

            selfDisposable.disposable = bindingDisposable;
        }

        return compoundDisposable;
    }] setNameWithFormat:@"[%@] -bind:",self.name];
}

-map: 方法是 RACSignal 中常用的方法,它支持你在原信号发送值的时候修改原值,并返回一个持有这个新值的 signal 提供订阅。这很像 bind 方法,其实它就是封装了 bind 方法的,具体的来说 map 方法调用了 flattenMap 方法,而 flattenMap 方法调用了 bind 方法

注意:在 ReactiveCocoa 中 bind 方法并不建议使用者使用,使用 map / flattenMap 方法即可达到使用者的目的。

@H_565_1404@flattenMap

flattenMap 方法允许你提供一个处理原信号发送的值并返回一个任意的 Signal 的 block 作为参数,然后调用 bind 方法,返回一个新的 signal。

// RACStream.m

- (instancetype)flattenMap:(RACStream * (^)(id value))block {
    Class class = self.class;

    return [[self bind:^{
        return ^(id value,BOOL *stop) {
            id stream = block(value) ?: [class empty];
            NSCAssert([stream isKindOfClass:RACStream.class],@"Value returned from -flattenMap: is not a stream: %@",stream);

            return stream;
        };
    }] setNameWithFormat:@"[%@] -flattenMap:",self.name];
}

类比 bind 实现中的参数 block:

^{
 return ^(id value,BOOL *stop) {
        id stream = block(value) ?: [class empty];
        NSCAssert([stream isKindOfClass:RACStream.class],stream);
 return stream;
    };
}

类比 bind 实现中的 RACStreamBindBlock bindingBlock

^(id value,BOOL *stop) {
    id stream = block(value) ?: [class empty];
    NSCAssert([stream isKindOfClass:RACStream.class],stream);
 return stream;
};

这里类比一下 bind 实现中的参数是为了更加理解 bind,也只有使用了这个方法才能更加理解这个方法是干什么的。

map

map 方法允许你提供一个处理原信号发送的值并返回新值的 block 作为参数,然后使用 RACSignal 的 -return: 方法新建一个与原信号一致的信号,最后返回这个新的 signal。

- (instancetype)map:(id (^)(id value))block {
    NSCParameterAssert(block != nil);

    Class class = self.class;

    return [[self flattenMap:^(id value) {
        return [class return:block(value)];
    }] setNameWithFormat:@"[%@] -map:",self.name];
}

类比 bind 实现中 void (^addSignal)(RACSignal *) 代码块中传入的 signal:

return [class return:block(value)];

在这里,创建这个 signal 的时候并没有调用 sendNext方法,只是在 bind 实现的时候有订阅这个方法。因为 [RACSignal return:] 这个方法,返回的是一个 RACReturnSignal 类型的 signal,这个类型的 signal 在被订阅的时候即时发送值。

事实上,在 ReactiveCocoa 中,所有使用 bind 方法的地方,返回的 signal 都是 RACErrorSignalRACReturnSignalRACEmptySignal 类型的,这三个类型的 Signal 都自主实现了订阅方法,并在被订阅的时候即时发送值。

还有很多其他方法都是使用 bind 实现的,例如:

// 合并多个信号,当其中一个信号发送值的时候,返回的新信号都可以接收到信号,并且发送这个值
// 主要用途在 RACSgianl 的 merge 方法
- (instancetype)flatten;

// 直接替换原信号发送的值,调用的是 map 方法
- (instancetype)mapReplace:(id)object;

// 筛选原信号发送的值
// block 处理值并返回一个 BOOL 值
// YES 将返回一个持有原值的新 signal
// NO 将返回一个 RACEmptySignal
// 调用了 flattenMap 方法
- (instancetype)filter:(BOOL (^)(id value))block;

// 忽略原信号发送的某个值
// 如果原信号发送的值与 value 相同,则直接忽略
// 调用了 filter 方法
- (instancetype)ignore:(id)value;

在这里就不展开分析了,只要了解了 bind 和每个方法的目的,就会很容易理解其操作与使用。

ReaciveCocoa 对 Cocoa 的封装

ReactiveCocoa 对 Cocoa API 进行了一次封装,在使用的时候,用处比较大的有:

  • 代替 UIControlEvents 的处理:例如按钮的点击就是 UIControlEventsTouchUpInside
  • 代替 delegate 的处理:例如 UIAlertView 的点击事件。
  • 代替 KVO 的处理

UIControlEvents

类似 UIButton 的点击事件、UiSliderUIStepperUISwitchUISegmentedControl 的 valueChanged 事件,总之,在使用的时候,如果一个控件的值改变或者事件触发是根据 UIControlEvents 枚举来监听的,都是一种实现方法

首先 UIControlEvents 使用 -addTarget:action:forControlEvents: 方法,一般控件的初始化和监控方法是分开的:

- (void)addLoginButton {
    UIButton *loginButton = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
    [loginButton addTarget:self action:@selector(login:) forControlEvents:(UIControlEventTouchUpInside)];
}

- (void)login:(id)sender {
    // login
}

而经过 ReactiveCocoa 封装过后的使用方式如下:

// UIControlEvents
UIButton *loginButton = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
[[loginButton rac_signalForControlEvents:UIControlEventTouchUpInside] subscribeNext:^(id x) {
    // login
}];

封装过后的使用方式更加简便,初始化和事件触发都在一个地方。

ReactiveCocoa 给 UIControl 添加分类,在这个分类添加rac_signalForControlEvents: 的实现,下面是它的实现:

// UIControl+RACSignalSupport.h

- (RACSignal *)rac_signalForControlEvents:(UIControlEvents)controlEvents {
    @weakify(self);

    return [[RACSignal
        createSignal:^(id<RACSubscriber> subscriber) {
            @strongify(self);

            [self addTarget:subscriber action:@selector(sendNext:) forControlEvents:controlEvents];
            [self.rac_deallocDisposable addDisposable:[RACDisposable disposableWithBlock:^{
                [subscriber sendCompleted];
            }]];

            return [RACDisposable disposableWithBlock:^{
                @strongify(self);
                [self removeTarget:subscriber action:@selector(sendNext:) forControlEvents:controlEvents];
            }];
        }]
        setNameWithFormat:@"%@ -rac_signalForControlEvents: %lx",self.rac_description,(unsigned long)controlEvents];
}

实现过程非常简单:新建一个 RACSignal,依然调用 -addTarget:action:forControlEvents: 方法,将 target 设置为订阅者,然后在事件触发的时候调用 sendNext: 方法,当 self 被销毁的时候订阅sendComplete,当这个信号不再被订阅的时候移除监听。

Delegate 处理

换句话说,协议的处理,或者说,某个方法调用,我们都可以将其设定成为一个 signal。这个东西在 cocoa 中用处其实一般,但是其实现方法值得学习。

比如我们需要监听 UIAlertView 的 alertView:clickedButtonAtIndex: 方法,可以这样写:

[[self rac_signalForSelector:@selector(alertView:clickedButtonAtIndex:) fromProtocol:@protocol(UIAlertViewDelegate)] subscribeNext:^(RACTuple *args) {
        UIAlertView *alert = args.first;
        NSNumber *index = args.second;
}];

这个方法是定义在 NSObject+RACSelectorSignal.h 中的,其实这个分类的目的不是为了代理,它提供了两个方法

// NSObject+RACSelectorSignal.h

// 将方法转换为 signal
- (RACSignal *)rac_signalForSelector:(SEL)selector; // 将协议的方法转换为 signal - (RACSignal *)rac_signalForSelector:(SEL)selector fromProtocol:(Protocol *)protocol;

他们的实现是这样的:

// NSObject+RACSelectorSignal.m

- (RACSignal *)rac_signalForSelector:(SEL)selector { NSCParameterAssert(selector != NULL); return NSObjectRACSignalForSelector(self,selector,NULL); } - (RACSignal *)rac_signalForSelector:(SEL)selector fromProtocol:(Protocol *)protocol { NSCParameterAssert(selector != NULL); NSCParameterAssert(protocol != NULL); return NSObjectRACSignalForSelector(self,protocol); }

所以,重点是 NSObjectRACSignalForSelector(selector,protocol) 这个方法的实现,它将一个方法转换成为了 signal。以下为实现,比较复杂:

// NSObject+RACSelectorSignal.m

static RACSignal *NSObjectRACSignalForSelector(NSObject *self,SEL selector,Protocol *protocol) {
    // 一个别名方法
    SEL aliasSelector = RACAliasForSelector(selector);

    @synchronized (self) {
        // 后面会将方法转换为一个 RACSubject,并且使用 runtime 保存为一个属性,key 为别名方法
        RACSubject *subject = objc_getAssociatedObject(self,aliasSelector);
        // 如果这个方法的对应信号已经创建,那么将不再创建
        if (subject != nil) return subject;

        // 重点方法,主要是利用 MethodSwizzle 技术
        // 使用 runtime 新建了一个实现放到了消息转发方法
        // forwardInvocation: 中,在新的实现中:
        // 每次调用都将会把对应的参数使用元组(RACTuple)的方式封装
        // 并且使用 subject 的 sendNext: 方法发送
        // 给一个类添加消息转发方法的时候还必须实现 methodSignatureForSelector: 方法
        // 因此也为这个方法新建了实现
        // 因为也考虑到 selector 方法可能是协议方法,本类中本来并没有实现
        // 为 responseToSelector 方法也创建了一个新的实现
        // 返回一个类型,后面的获取方法等操作都是在这个类下操作的
        Class class = RACSwizzleClass(self);
        NSCAssert(class != nil,@"Could not swizzle class of %@",self);

        // 新建 RACSubject 信号,并存储为属性
        subject = [[RACSubject subject] setNameWithFormat:@"%@ -rac_signalForSelector: %s",sel_getName(selector)];
        objc_setAssociatedObject(self,aliasSelector,subject,OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);

        [self.rac_deallocDisposable addDisposable:[RACDisposable disposableWithBlock:^{
            [subject sendCompleted];
        }]];

        // 根据方法名在本类中获取方法
        Method targetMethod = class_getInstanceMethod(class,selector);
        if (targetMethod == NULL) {
            // 方法为空,则表示这个方法是 protocol 方法
            // 用来获取方法的参数及返回值类型
            const char *typeEncoding;
            if (protocol == NULL) {
                // 如果没有设定协议,那么这个方法是未定义方法
                typeEncoding = RACSignatureForUndefinedSelector(selector);
            } else {
                // 协议方法
                // Look for the selector as an optional instance method.
                // 获取协议方法描述
                struct objc_method_description methodDescription = protocol_getMethodDescription(protocol,NO,YES);

                // 检测这个协议是否包含对应的方法
                if (methodDescription.name == NULL) {
                    // Then fall back to looking for a required instance
                    // method.
                    methodDescription = protocol_getMethodDescription(protocol,YES,YES);
                    NSCAssert(methodDescription.name != NULL,@"Selector %@ does not exist in <%s>",NSStringFromSelector(selector),protocol_getName(protocol));
                }

                // 获取协议方法的参数及返回值类型
                typeEncoding = methodDescription.types;
            }

            // 检测这些类型是否都被编码
            RACCheckTypeEncoding(typeEncoding);

            // Define the selector to call -forwardInvocation:.
            // 添加这个方法,并将这个方法的实现指定为消息转发方法 
            if (!class_addMethod(class,_objc_msgForward,typeEncoding)) {
                // 创建不成功的话信号将返回错误
                NSDictionary *userInfo = @{
                    NSLocalizedDescriptionKey: [NSString stringWithFormat:NSLocalizedString(@"A race condition occurred implementing %@ on class %@",nil),class],NSLocalizedRecoverySuggestionErrorKey: NSLocalizedString(@"Invoke -rac_signalForSelector: again to override the implementation.",nil)
                };

                return [RACSignal error:[NSError errorWithDomain:RACSelectorSignalErrorDomain code:RACSelectorSignalErrorMethodSwizzlingRace userInfo:userInfo]];
            }
        } else if (method_getImplementation(targetMethod) != _objc_msgForward) {
            // 本类包含的方法,但是不能是消息转发方法
            // Make a method alias for the existing method implementation.
            const char *typeEncoding = method_getTypeEncoding(targetMethod);

            RACCheckTypeEncoding(typeEncoding);

            // 添加别名方法,其实现为原方法的实现
            BOOL addedAlias __attribute__((unused)) = class_addMethod(class,method_getImplementation(targetMethod),typeEncoding);
            NSCAssert(addedAlias,@"Original implementation for %@ is already copied to %@ on %@",NSStringFromSelector(aliasSelector),class);

            // 将原方法的实现替换为消息转发方法的实现
            // Redefine the selector to call -forwardInvocation:.
            class_replaceMethod(class,method_getTypeEncoding(targetMethod));
        }

        return subject;
    }
}

如果不关心 RACSwizzleClass 方法的实现,这里已经可以解释整个实现过程了,本着问到底的原则,还是要再看看这里的实现:

// NSObject+RACSelectorSignal.m

static Class RACSwizzleClass(NSObject *self) {
    // 获取本类的类型,这里用两种方式获取
    // 是因为如果使用类簇开发的,这两个获取的结果不一样
    // statedClass 获取的是调用的类
    // baseClass 获取的是真正创建的类
    Class statedClass = self.class;
    Class baseClass = object_getClass(self);

    // 因为后面将会动态新建一个子类,并将类型保存为本类的属性
    // 如果这个属性存在则返回这个子类
    // The "known dynamic subclass" is the subclass generated by RAC.
    // It's stored as an associated object on every instance that's already
    // been swizzled,so that even if something else swizzles the class of
    // this instance,we can still access the RAC generated subclass.
    Class knownDynamicSubclass = objc_getAssociatedObject(self,RACSubclassAssociationKey);
    if (knownDynamicSubclass != Nil) return knownDynamicSubclass;

    NSString *className = NSStringFromClass(baseClass);

    // 如果两个不相等
    // 则表示这个对象使用类簇或者使用其他方式隐藏了本类本来的类型
    if (statedClass != baseClass) {
        // If the class is already lying about what it is,it's probably a KVO
        // dynamic subclass or something else that we shouldn't subclass
        // ourselves.
        //
        // Just swizzle -forwardInvocation: in-place. Since the object's class
        // was almost certainly dynamically changed,we shouldn't see another of
        // these classes in the hierarchy.
        //
        // Additionally,swizzle -respondsToSelector: because the default
        // implementation may be ignorant of methods added to this class.
        @synchronized (swizzledClasses()) {
            // 在实际实现的类上 swizzle 对应的方法
            if (![swizzledClasses() containsObject:className]) {
                RACSwizzleForwardInvocation(baseClass);
                RACSwizzleRespondsToSelector(baseClass);
                RACSwizzleGetClass(baseClass,statedClass);
                RACSwizzleGetClass(object_getClass(baseClass),statedClass);
                RACSwizzleMethodSignatureForSelector(baseClass);
                [swizzledClasses() addObject:className];
            }
        }

        return baseClass;
    }

    // 如果这个类就是实现的类
    // 那么将新建一个这个类的子类
    // 这个子类的名字是原类名字后面添加 _RACSelectorSignal 
    // 然后 swizzle 这个子类的对应方法
    // 获取子类名字
    const char *subclassName = [className stringByAppendingString:RACSubclassSuffix].UTF8String;
    // 获取子类
    Class subclass = objc_getClass(subclassName);

    // 如果子类没有创建
    if (subclass == nil) {
        // 创建子类
        subclass = [RACObjCRuntime createClass:subclassName inheritingFromClass:baseClass];
        if (subclass == nil) return nil;

        // swizzle 对应方法
        RACSwizzleForwardInvocation(subclass);
        RACSwizzleRespondsToSelector(subclass);

        RACSwizzleGetClass(subclass,statedClass);
        RACSwizzleGetClass(object_getClass(subclass),statedClass);

        RACSwizzleMethodSignatureForSelector(subclass);

        // 注册这个类
        objc_registerClassPair(subclass);
    }

    // 将本类的类型设置为子类类型
    object_setClass(self,subclass);
    // 将子类保存为属性
    objc_setAssociatedObject(self,RACSubclassAssociationKey,subclass,OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
    return subclass;
}

其实看看也会发现有很多细节,以及 ReactiveCocoa 在实现功能的时候的安全性以及特殊性考虑是非常细致的。这个非常考验开发者对 Cocoa 底层实现细节的理解程度,看这段代码的时候我也是研究了很久才搞明白它在干什么,关于 self.classobjc_getClass(self) 结果不同的原因我也是查了一些资料才搞明白的,想详细了解的可以查看:

上面一段中,最重要的方法RACSwizzleForwardInvocation ,在这里展开说明一下:

// NSObject+RACSelectorSignal.m

static void RACSwizzleForwardInvocation(Class class) {
    // 获取原消息转发方法
    SEL forwardInvocationSEL = @selector(forwardInvocation:);
    Method forwardInvocationMethod = class_getInstanceMethod(class,forwardInvocationSEL);

    // 暂存原消息转发方法
    // Preserve any existing implementation of -forwardInvocation:.
    void (*originalForwardInvocation)(id,SEL,NSInvocation *) = NULL;
    if (forwardInvocationMethod != NULL) {
        originalForwardInvocation = (__typeof__(originalForwardInvocation))method_getImplementation(forwardInvocationMethod);
    }

    // 新建一个消息转发方法的实现
    // Set up a new version of -forwardInvocation:.
    //
    // If the selector has been passed to -rac_signalForSelector:,invoke
    // the aliased method,and forward the arguments to any attached signals.
    //
    // If the selector has not been passed to -rac_signalForSelector:,
    // invoke any existing implementation of -forwardInvocation:. If there
    // was no existing implementation,throw an unrecognized selector
    // exception.
    id newForwardInvocation = ^(id self,NSInvocation *invocation) {
        // 发送消息
        BOOL matched = RACForwardInvocation(self,invocation);
        // 如果发送消息成功,则不再有任何处理
        if (matched) return;

        // 发送消息失败
        if (originalForwardInvocation == NULL) {
            // 如果原方法不存在,报错,表示这个方法不存在
            [self doesNotRecognizeSelector:invocation.selector];
        } else {
            // 如果原方法存在,则调用方法
            originalForwardInvocation(self,forwardInvocationSEL,invocation);
        }
    };

    // 将原消息转发方法的实现替换为新建的实现
    class_replaceMethod(class,imp_implementationWithBlock(newForwardInvocation),"v@:@");
}

新建的消息转发方法的实现中,最重要的一段是 RACForwardInvocation,在看代码的时候差点吐出血来,居然还要跳一个方法。不过转念想想,毕竟功能不同,写成另一个方法很合适,这也说明了写代码要规范。那么继续看这个方法的实现:

// NSObject+RACSelectorSignal.m

static BOOL RACForwardInvocation(id self,NSInvocation *invocation) {
    // 在转换最开始的时候,对于将要被转换为 signal 的 selector
    // ReactiveCocoa 新建了一个别名方法
    // 并且将转换的 signal 使用这个方法的名字当做 key 保存成了属性
    // 取出来这个属性
    SEL aliasSelector = RACAliasForSelector(invocation.selector);
    RACSubject *subject = objc_getAssociatedObject(self,aliasSelector);

    // 先获取消息转发的目标类
    Class class = object_getClass(invocation.target);
    // 如果这个类有这个别名方法
    BOOL respondsToAlias = [class instancesRespondToSelector:aliasSelector];
    if (respondsToAlias) {
        // 设定方法
        invocation.selector = aliasSelector;
        // 调用这个方法
        [invocation invoke];
    }

    // 没有信号,则说明这个方法并没有被转换为 signal
    // 则返回这个类是否存在这个别名方法
    if (subject == nil) return respondsToAlias;

    // 将这个 invocation 传递进去的参数封装成 RACTuple 发送出去
    [subject sendNext:invocation.rac_argumentsTuple];
    return YES;
}

这样就结束了,关于 RACTuple,它代表了一个元组,是 ReactiveCocoa 自己创建的一个元组类,用来管理元组中的元素。而 rac_argmentsTuple 这个方法是 ReactiveCocoa 新建了一个 NSInvocation分类,将其接收到的参数放到 RACTuple 中。

在这里说的是 ReactiveCocoa 如何实现将现有的协议转化为信号的。

不使用协议,自己创建 RACSignal 来实现代理的功能就不多讲了,很容易的 RACSignal 创建和订阅行为,主要是要思考到 dispose 的时候需要释放的内容以及一些特殊情况的处理。

代替 KVO 的处理

Cocoa 提供的 KVO 使用方式如下:

// 添加监听
[self addObserver:self forKeyPath:keyPath options:options context:nil];

// 添加回调方法
-(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context  {  

} 

// 移除监听
[self removeObserver:self forKeyPath: keyPath];

其实也并不复杂,不过 ReactiveCocoa 将它更加简化了:

[RACObserve(self,keyPath) subscribeNext:^(id x) { }];

将 KVO 变成一个信号,其实 KVO 的整个过程很像一个信号,我们监听信号,处理信号传来的值,再完成监听。

ReactiveCocoa 的实现其实也并不复杂,依旧是封装了 Cocoa 提供的 KVO 使用方法。其关键类如下:

  • RACKVOProxy:KVO 代理,当使用 RACObserve 的时候,真正来做监听者的,其实是这个类。
  • RACKVOTrampoline:封装 KVO 的类,继承自 RACDisposable, 提供一个初始化方法,维护一套 KVO 的参数,创建 RACKVOProxy,使用 block 发送每次 KVO 触发的时候传来的数据。
  • NSObject+RACKVOWrapper:为 NSObject 添加RACKVOTrampoline 的使用,处理了各种情况,使用 block 发送每次 KVO 触发的时候传来的数据。
  • NSObject+RACPropertySubscribing:调用 NSObject+RACKVOWrapper 的使用将 KVO 转换为信号。

RACKVOTrampoline : RACDisposable

仅仅对外暴露了一个初始化方法

// RACKVOTrampoline.h
//
// Initializes the receiver with the given parameters.
//
// target - The object whose key path should be observed. Cannot be nil.
// observer - The object that gets notified when the value at the key path
// changes. Can be nil.
// keyPath - The key path on `target` to observe. Cannot be nil.
// options - Any key value observing options to use in the observation.
// block - The block to call when the value at the observed key path changes.
// Cannot be nil.
//
// Returns the initialized object.
- (id)initWithTarget:(__weak NSObject *)target observer:(__weak NSObject *)observer keyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options block:(RACKVOBlock)block;

其实现中仅四个方法

  • 第一个是初始化方法,这个方法targetobserverkeypathblock 保存为属性,然后调用 addObserver:forKeyPath:options:context: 方法,而这个方法的 Observer 就是 RACKVOProxy.sharedProxy 单例,context 是 (__bridge void *)self
  • 第二个是 dealloc 方法调用dispose 方法
  • 第三个是 dispose 方法调用 removeObserver:forContext: 方法
  • 第四个是 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 方法调用了 block 来发送数据。

RACKVOProxy

真正的监听者,维护 RACKVOTrampoline 和监听的 context 到一个 NSMapTable 表中。提供了如下几个方法

// 将 RACKVOTrampoline 和 context 绑定
- (void)addObserver:(__weak NSObject *)observer forContext:(void *)context;

// 解除 RACKVOTrampoline 和 context 的绑定
- (void)removeObserver:(NSObject *)observer forContext:(void *)context;

// 接收到属性变化的监听,使用 conext 在 NSMapTable 表中取出 RACKVOTrampoline
// 然后调用其监听方法
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context;

在我看来,使用 KVO 代理进行监听,是为了尽量不影响到使用者的原代码,这也是一个三方框架的自我修养。

NSObject+RACKVOWrapper

一个 NSObject 的分类,提供了一个方法调用 RACKVOTrampoline

// NSObject+RACKVOWrapper.h
//
// Adds the given block as the callbacks for when the key path changes.
//
// Unlike direct KVO observation,this handles deallocation of `weak` properties
// by generating an appropriate notification. This will only occur if there is
// an `@property` declaration visible in the observed class,with the `weak`
// memory management attribute.
//
// The observation does not need to be explicitly removed. It will be removed
// when the observer or the receiver deallocate.
//
// keyPath - The key path to observe. Must not be nil.
// options - The KVO observation options.
// observer - The object that requested the observation. May be nil.
// block - The block called when the value at the key path changes. It is
// passed the current value of the key path and the extended KVO
// change dictionary including RAC-specific keys and values. Must not
// be nil.
//
// Returns a disposable that can be used to stop the observation.
- (RACDisposable *)rac_observeKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options observer:(__weak NSObject *)observer block:(void (^)(id value,NSDictionary *change,BOOL causedByDealloc,BOOL affectedOnlyLastComponent))block;

在这里实现中,有两点考虑:

  1. RACObserver 监听了 keyPath 中的每一个节点,例如:self.person.name 中的 person 和 name。
  2. 被监听的 keyPath 第一个 path (例如:self.person.name 中的 person) ,是 self 的属性的情况下。如果是weak 的 NSObject 的子类,非 block 非 protocol,则需要添加 dealloc 的监听,并且使用 block 发送 nil。如果是非 weak 的属性,getter 是自己实现的,并且返回的不是对应的 ivar,这个时候监听会认为这个属性被 dealloc,然后发送一个空值。

关于第二个问题,可以查看下面两个 ReactiveCocoa 的 issue:

NSObject+RACPropertySubscribing

因为前面已经处理了很多东西,这里的实现比较简单,创建一个 Signal,然后调用 NSObject+RACKVOWrapper方法,在 block 触发的时候 sendNext

它提供了两个方法添加 KVO:

// NSObject+RACPropertySubscribing.h
//
/// Creates a signal to observe the value at the given key path.
///
/// The initial value is sent on subscription,the subsequent values are sent
/// from whichever thread the change occured on,even if it doesn't have a valid
/// scheduler.
///
/// Returns a signal that immediately sends the receiver's current value at the
/// given keypath,then any changes thereafter.
- (RACSignal *)rac_valuesForKeyPath:(NSString *)keyPath observer:(__weak NSObject *)observer;

/// Creates a signal to observe the changes of the given key path.
///
/// The initial value is sent on subscription,even if it doesn't have a valid
/// scheduler.
///
/// Returns a signal that sends tuples containing the current value at the key
/// path and the change dictionary for each KVO callback.
- (RACSignal *)rac_valuesAndChangesForKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options observer:(__weak NSObject *)observer;

但是并没有使用,而是使用了宏 RACObserve

#define RACObserve(TARGET,KEYPATH) \     ({ \         _Pragma("clang diagnostic push") \         _Pragma("clang diagnostic ignored \"-Wreceiver-is-weak\"") \         __weak id target_ = (TARGET); \         [target_ rac_valuesForKeyPath:@keypath(TARGET,KEYPATH) observer:self]; \         _Pragma("clang diagnostic pop") \     })

这里的重点是 keypath 宏,它的作用如下:

NSString *UTF8StringPath = @keypath(str.lowercaseString.UTF8String);
// => @"lowercaseString.UTF8String"

NSString *versionPath = @keypath(NSObject,version);
// => @"version"

NSString *lowercaseStringPath = @keypath(NSString.new,lowercaseString);
// => @"lowercaseString"

详细了解这些宏都做了什么,可以查看这里

总结

到这里该结束了,写了非常非常多,还有很多东西都没写。ReactiveCocoa 这个框架实在太厉害,上面有好几个点都不在一开始计划中,但是因为觉得写的很好,而且细节略过去对于理解它是一件坏事,所以浩浩荡荡写了很多。

每个框架的学习都将带给你新的知识,很多时候不光要去了解他们是怎么实现的,还要去思考为什么这样做。至少在 ReactiveCocoa 中,值得学习的地方很多。很多地方都使用到了 NSAssertNSCAssert 等宏保证了代码的安全,也减少了很多不必要的麻烦。

ReactiveCocoa 还有很多东西,后续不会再有分析了,但是依然会继续研究。有一点需要提醒,RAC 是开源的,在 github 就可以查看,最重要的是广大程序员在这里提交的 issuepull request,都是比较有用的,也可以看看别人是如何发现这些问题,是如何处理的。

授人以鱼不如授人以渔,在学习的时候,我一直坚持学习学习方法,提高自己发现问题和解决问题的能力,这点是非常重要的,没有人 24 小时做你的问题解决机,大部分问题还是要自己解决的。

共勉。

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