作者:QiShare
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上一篇:iOS 編寫高質量Objective-C程式碼(一)
這篇將從面向物件的角度分析如何提高OC的程式碼質量。
一、理解“ 屬性 ”這一概念
屬性(@property)是OC的一項特性。
@property:編譯器會自動生成實體變數和getter和setter方法。
下文中,getter和setter方法合稱為存取方法
For Example:
@property (nonatomic, strong) UIView *qiShareView;
等價於:
@synthesize qiShareView = _qiShareView;
- (UIView *)qiShareView;
- (void)setQiShareView:(UIView *)qiShareView;
如果不希望自動生成存取方法和實體變數,那就要使用@dynamic關鍵字
@dynamic qiShareView;
屬性特質有四類:
1、原子性:預設為atomic
-
nonatomic:非原子性,讀寫時不加同步鎖
-
atomic:原子性,讀寫時加同步鎖
2、讀寫許可權:預設為readwrite
-
readwrite:擁有getter和setter方法
-
readonly:僅擁有getter方法
3、記憶體管理:
-
assign:對“純量型別”做簡單賦值操作(NSInteger、CGFloat等)。
-
strong:強擁有關係,設定方法 保留新值,並釋放舊值。
-
weak:弱擁有關係,設定方法 不保留新值,不釋放舊值。當指標指向的物件銷毀時,指標置nil。
-
copy:複製擁有關係,設定方法不保留新值,將其複製。
-
unsafe_unretained:非擁有關係,標的物件被釋放,指標不置nil,這一點和assign一樣。區別於weak
4、方法名:
-
getter=
:指定get方法的方法名,常用 -
setter=
:指定set方法的方法名,不常用
例如:
@property (nonatomic, getter=isOn) BOOL on;
在iOS開發中,99.99..%的屬性都會宣告為nonatomic。
一是atomic會嚴重影響效能,
二是atomic只能保證讀/寫操作的過程是可靠的,並不能保證執行緒安全。
關於第二點可以參考我的部落格:iOS 為什麼屬性宣告為atomic依然不能保證執行緒安全?
二、在物件內部儘量直接訪問實體變數
1、實體變數( _屬性名 )訪問物件的場景:
-
在init和dealloc方法中,總是應該透過訪問實體變數讀寫資料
-
沒有重寫getter和setter方法、也沒有使用KVO監聽
-
好處:不走OC的方法派發機制,直接訪問記憶體讀寫,速度快,效率高。
For Example:
- (instancetype)initWithDic:(NSDictionary *)dic {
self = [super init];
if (self) {
_qi = dic[@"qi"];
_share = dic[@"share"];
}
return self;
}
2、用存取方法訪問物件的場景:
-
重寫了getter/setter方法(比如:懶載入)
-
使用了KVO監聽值的改變
For Example:
- (UIView *)qiShareView {
if (!_qiShareView) {
_qiShareView = [UIView new];
} return _qiShareView;
}
三、理解“物件等同性”
思考下麵輸出什麼?
NSString *aString = @"iPhone 8";
NSString *bString = [NSString stringWithFormat:@"iPhone %i", 8];
NSLog(@"%d", [aString isEqual:bString]);
NSLog(@"%d", [aString isEqualToString:bString]);
NSLog(@"%d", aString == bString);
答案是110
==運運算元只是比較了兩個指標所指物件的地址是否相同,而不是指標所指的物件的值
所以最後一個為0
四、以類族樣式隱藏實現細節
為什麼下麵這個例子的if永遠為false?
id maybeAnArray = @[];
if ([maybeAnArray class] == [NSArray class]) {
//Code will never be executed
}
因為[maybeAnArray class] 的傳回永遠不會是NSArray,NSArray是一個類族,傳回的值一直都是NSArray的物體子類。大部分collection類都是某個類族中的抽象基類
所以上面的if想要有機會執行的話要改成
id maybeAnArray = @[];
if ([maybeAnArray isKindOfClass [NSArray class]) {
// Code probably be executed
}
這樣判斷的意思是,maybeAnArray這個物件是否是NSArray類族中的一員
使用類族的好處:可以把實現細節隱藏在一套簡單的公共介面後面
五、在既有類中使用關聯物件存放自定義資料
先引入runtime類庫
#import
objc_AssociationPolicy(物件關聯策略型別):
三個方法管理關聯物件:
-
objc_setAssociatedObject(設定關聯物件)
/**
* Sets an associated value for a given object using a given key and association policy.
*
* @param object The source object for the association.
* @param key The key for the association.
* @param value The value to associate with the key key for object. Pass nil to clear an existing association.
* @param policy The policy for the association. For possible values, see “Associative Object Behaviors.”
*/
OBJC_EXPORT void
objc_setAssociatedObject(id _Nonnull object, const void * _Nonnull key,
id _Nullable value, objc_AssociationPolicy policy)
-
objc_getAssociatedObject(獲得關聯物件)
/**
* Returns the value associated with a given object for a given key.
*
* @param object The source object for the association.
* @param key The key for the association.
*
* @return The value associated with the key e key for e object.
*/
OBJC_EXPORT id _Nullable
objc_getAssociatedObject(id _Nonnull object, const void * _Nonnull key)
-
objc_removeAssociatedObjects(去除關聯物件)
/**
* Removes all associations for a given object.
*
* @param object An object that maintains associated objects.
*
* @note The main purpose of this function is to make it easy to return an object
* to a "pristine state”. You should not use this function for general removal of
* associations from objects, since it also removes associations that other clients
* may have added to the object. Typically you should use c objc_setAssociatedObject
* with a nil value to clear an association.
*
*/
OBJC_EXPORT void
objc_removeAssociatedObjects(id _Nonnull object)
小結:
-
可以透過“關聯物件”機制可以把兩個物件聯絡起來
-
定義關聯物件可以指定記憶體管理策略
-
應用場景:只有在其他做法(代理、通知等)不可行時,才會選擇使用關聯物件。這種做法難於找bug。
-
但也有具體應用場景:比如說前幾篇說到 控制Button響應時間間隔 的demo中就遇到了:附上連結
六、理解objc_msgSend(物件的訊息傳遞機制)
首先我們要區分兩個基本概念:
1、靜態系結(static binding):在編譯期就能決定執行時所應呼叫的函式。代表語言:C、C++等
2、動態系結 (dynamic binding):所要呼叫的函式直到執行期才能確定。代表語言:OC、swift等
OC是一門強大的動態語言,它的動態性體現在它強大的runtime機制上。
解釋:在OC中,如果向某物件傳遞訊息,那就會使用動態系結機制來決定需要呼叫的方法。在底層,所有方法都是普通的C語言函式,然而物件收到訊息後,由執行期決定究竟呼叫哪個方法,甚至可以在程式執行時改變,這些特性使得OC成為一門強大的動態語言。
底層實現:基於C語言函式實現。
實現的基本函式是objc_msgSend,定義如下:
void objc_msgSend(id self, SEL cmd, ...)
這是一個引數個數可變的函式,第一引數代表接受者,第二個引數代表選擇子(OC函式名),之後的引數就是訊息中傳入的引數。
-
舉例:git提交
id return = [git commit:parameter];
上面的方法會在執行時轉換成如下的OC函式:
id return = objc_msgSend(git, @selector(commit), parameter);
objc_msgSend函式會在接收者所屬的類中搜尋其方法串列,如果能找到這個跟選擇子名稱相同的方法,就跳轉到其實現程式碼,往下執行。若是當前類沒找到,那就沿著繼承體系繼續向上查詢,等找到合適方法之後再跳轉 ,如果最終還是找不到,那就進入訊息轉發(下一條具體展開)的流程去進行處理了。
可是如果每次傳遞訊息都要把類中的方法遍歷一遍,這麼多訊息傳遞加起來肯定會很耗效能。所以以下講解OC訊息傳遞的最佳化方法。
OC對訊息傳遞的最佳化:
-
快速對映表(快取)最佳化:
objc_msgSend
在搜尋這塊是有做快取的,每個OC的類都有一塊這樣的快取,objc_msgSend
會將匹配結果快取在快速對映表(fast map)
中,這樣以來這個類一些頻繁呼叫的方法會出現在fast map
中,不用再去一遍一遍的在方法串列中搜索了。 -
尾呼叫最佳化:
這裡,我們Q·i Share團隊專門整理了一篇關於尾呼叫最佳化的文章。點這裡點這裡
七、理解訊息轉發機制
首先區分兩個基本概念:
1、訊息傳遞:物件正常解讀訊息,傳遞過去(見上一條)。
2、訊息轉發:物件無法解讀訊息,之後進行訊息轉發。
訊息轉發完整流程圖:
流程解釋:
-
第一步:呼叫resolveInstanceMethod:徵詢接受者(所屬的類)是否可以新增方法以處理未知的選擇子?(此過程稱為動態方法解析)若有,轉髮結束。若沒有,走第二步。
-
第二步:呼叫forwardingTargetForSelector:詢問接受者是否有其他物件能處理此訊息。若有,轉髮結束,一切如常。若沒有,走第三步。
-
第三步:呼叫forwardInvocation:執行期系統將訊息封裝到NSInvocation物件中,再給接受者一次機會。
-
最後:以上三步還不行,就丟擲異常:unrecognized selector sent to instance xxxx
八、用“方法調配技術”除錯“黑盒方法”
方法調配(Method Swizzling):使用另一種方法實現來替換原有的方法實現。(實際應用中,常用此技術向原有實現中新增新的功能。)
-
獲取給定類的指定實體方法:
/**
* Returns a specified instance method for a given class.
*
* @param cls The class you want to inspect.
* @param name The selector of the method you want to retrieve.
*
* @return The method that corresponds to the implementation of the selector specified by
* e name for the class specified by e cls, or c NULL if the specified class or its
* superclasses do not contain an instance method with the specified selector.
*
* @note This function searches superclasses for implementations, whereas c class_copyMethodList does not.
*/
OBJC_EXPORT Method _Nullable
class_getInstanceMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name)
-
交換兩種方法實現的方法:
/**
* Exchanges the implementations of two methods.
*
* @param m1 Method to exchange with second method.
* @param m2 Method to exchange with first method.
*
* @note This is an atomic version of the following:
* code
* IMP imp1 = method_getImplementation(m1);
* IMP imp2 = method_getImplementation(m2);
* method_setImplementation(m1, imp2);
* method_setImplementation(m2, imp1);
* endcode
*/
OBJC_EXPORT void
method_exchangeImplementations(Method _Nonnull m1, Method _Nonnull m2)
利用這兩個方法就可以交換指定類中的指定方法。在實際應用中,我們會透過這種方式為既有方法新增新功能。
For Example:交換method1與method2的方法實現
Method method1 = class_getInstanceMethod(self, @selector(method1:));
Method method2 = class_getInstanceMethod(self, @selector(method2:));
method_exchangeImplementations(method1, method2);
九、理解“類物件”的用意
Objective-C類是由Class型別來表示的,實質是一個指向objc_class結構體的指標。它的定義如下:
typedef struct objc_class *Class;
在
struct objc_class {
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY; //!
#if !__OBJC2__
Class _Nullable super_class OBJC2_UNAVAILABLE; //!
const char * _Nonnull name OBJC2_UNAVAILABLE; //!
long version OBJC2_UNAVAILABLE; //!
long info OBJC2_UNAVAILABLE; //!
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE; //!
struct objc_ivar_list * _Nullable ivars OBJC2_UNAVAILABLE; //!
struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists OBJC2_UNAVAILABLE; //!
struct objc_cache * _Nonnull cache OBJC2_UNAVAILABLE; //!
struct objc_protocol_list * _Nullable protocols OBJC2_UNAVAILABLE; //!
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */
此結構體存放的是類的“元資料”(metadata),例如類的實體實現了幾個方法,父類是誰,具備多少實體變數等資訊。
這裡的isa指標指向的是另外一個類叫做元類(metaClass)。那什麼是元類呢?元類是類物件的類。也可以換一種容易理解的說法:
1、當你給物件傳送訊息時,runtime處理時是在這個物件的類的方法串列中尋找
2、當你給類發訊息時,runtime處理時是在這個類的元類的方法串列中尋找
我們來看一個很經典的圖來加深理解:
可以總結如下:
1、每一個Class都有一個isa指標指向一個唯一的Meta Class(元類)
2、每一個Meta Class的isa指標都指向最上層的Meta Class,這個Meta Class是NSObject的Meta Class。(包括NSObject的Meta Class的isa指標也是指向的NSObject的Meta Class)
3、每一個Meta Class的super class指標指向它原本Class的 Super Class的Meta Class (這裡最上層的NSObject的Meta Class的super class指標還是指向自己)
4、最上層的NSObject Class的super class指向 nil
最後,特別緻謝《Effective Objective-C 2.0》第二章
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