[转]Swift 基于 willSet & didSet 的订阅block(Observable)

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原由：

MVC一直以来是代码组织架构中苹果公司所推崇的开发模式，但因为工程类文件的日益增多，MVC中C层(Controller层)的日益臃肿，产品需求复杂化，迭代速度愈来愈快，老架构设计已经渐渐跟不上高强度的组件化团队化开发了。最近一直在寻求一种开发模式，能让多个团队成员能够同时开发且逻辑清晰。期间阅读了不少文章，好比VIPER架构、UBer公司未开源的Riblets架构、MVVM架构等，最终决定本身针对MVVM进行一次架构改造，并加入VIPER的特色。其中MVVM的ViewModel的轻实现，当下被列为攻坚环节。

MVVM的ViewModel中采用KVO的观察者模式监听，调用ViewController来进行整个架构的解耦设计。在Objective-C当中得益于强大的Runtime机制能够实现对任意类型的观察者监听。虽然Objective-C中能够任意定义KVO，可是经历过大项目的朋友必定首先会想到Objective-C中的KVO在使用的轻便型上差强人意，须要addObserver和removeObserver，且若是Context上下文弄错了，会有必定的崩溃风险，这是须要深入了解Objective-C的释放避免指针的循环引用等。

Swift做为一个静态编译型语言，它摒弃了Objective-C中的Runtime机制。想要开启动态Property须要再Swift的Property前面增长声明：dynamic，且使用dynamic必须是基于NSObject基类所构造的类型，这样作必然会丧失对Swift原始数据类型的支持，可见其是很差的。并且预计没有多少朋友记得给变量打上dynamic的标记吧，起码我不会

很庆幸的是Swift语言在本身的Property中增长了getter/ setter的属性观察器，并对setter的属性观察器提供了willSet / didSet的两个观察器来详细监听值的变化。这让咱们看到Swift自己是汲取了Objective-C在Runtime中创造的经验和灵感，并将观察者模式轻量化，以至关优雅的方式去表示一个值的变化过程。

class valueDemo { var value:String = "" { willSet { print("newValue:", newValue) } didSet { print("done:", value) } } }

但是咱们在开发中不只仅是这样的简单环境，咱们须要针对MVVM中ViewModel开放一个被观察者链接给ViewController，二者产生联动。此时有人想到："我提供一个闭包(block)设置给didSet就行了呀"。确实你能够这样作。为每个Property提供一个block虽然可行，但没有重用好这一机制是则会让代码变得重复。那咱们就要寻找一个好一点的方法来能让Property变成一个被观察者，当它发生变动的时候，触发一批block回调。

分析第三方：

ReactiveCocoa和RxSwift的第三方库来实现是能够很好地实现观察者模式(笔者更喜欢后者RxSwift的书写风格)。确实，如今MVVM中采用RxSwift解耦做为中间件确实是产品开发潮流，这就像某种服装搭配趋势同样的流行。那问题随之而来，采用ReactiveCocoa和RxSwift都哪些共同缺点呢？咱们开发实战的时候确定会遇到下面的问题：

1. 订阅和分发致使它自己的执行效率低，会有大量的触发栈和循环去进行订阅消息的分发，遍历逐个投递。
2. Swift自己的语法致使从Swift v.2 -> v.3 -> v.4的语法升级受制于苹果的语言规则。Swift语言开发者的开发理念是快速激进式的开发（我给它定名为：语法摧毁），虽然xcode提供了自动化转换语法功能，但不免会有转换错误和手动修改的状况。这样对于咱们程序自己是很是不稳定的变化，致使咱们出现重写程序组件的问题，甚至摧毁式的没法编译
3. ReactiveCocoa和RxSwift的开发成本比较高，语法体系“奇特”(碎片化的代码，打散业务逻辑，由第三方库限定语法编写方式)，致使团队间在合做时逻辑代码理解难度加大。团队成员间的代码沟通变慢。若是团队加入新人，学习成本则会提升。
4. 库文件升级缓慢，受制于他人，若是中止更新，可能你的产品就要赶忙寻找其余第三方库来进行重构。

基于以上几点缺点，我在这里不赞同采用这样的第三方组件的开发方式开发，虽然它们很酷炫、显得高大上！

全新建立：

那难道没有一个又轻又容易维护的观察者模式吗？答案是有的！
那咱们就从零开始一步步实现一个基于Swift 3~4的低调奢华有内涵的观察者模式（题外话因为我所书写的日期是2017-6-6，正好是Swift 4发布当日，个人工程文件又一次被Swift4的升级所摧毁，被摧毁的是第三方库，那我仍是本身造一个轮子吧！）

先来描述一下基本原理：

1. 实现一个用于产生被观察者的自定义泛型类：Observable<T>
2. Observable自身提供blocks的闭包数组存放订阅者的闭包
3. 基于Observable中的value的setter方法，手动调用每一个闭包

先来看一下基础代码：

// 须要持有一批blocks，则必须建立一个类做为空间 class Observable<T> { typealias ObservableBlock = (T) -> () private var blocks: [ObserverBlock] = [] // 持有blocks init(_ t:T) { self.value = t } // 初始化value var value:T { didSet { // 实现didSet来遍历block，触发回调 for block in blocks { block(self.value) } } } // 订阅 func subscribe(block:@escaping ObserverBlock) { blocks.append(block) } }

run exmple:

let example = Observable<String>("") example.subscribe { (newValue:String) in print("newValue:", newValue) } example.value = "a" example.value = "b"

代码的运行结果：

newValue: a newValue: b

看到运行结果，很不错！基于简单blocks持有，基于didSet就能够完成对于一个变量设置的变动监听。

继续完善

仔细打量了代码，中间缺乏几个能力：

1. 如何将example.value = "a"的写法，将开发者的敲击键盘所消耗的卡路里降到最低呢。赋值形式换为：example <- "a"
   这里想到了Swift的《高级运算符重载》：【https://www.cnswift.org/advanced-operators#spl-17】
2. 缺乏删除订阅者block能力。这个能力须要在订阅时将订阅者传递给Observable加以持有，并提供unSubscribe方法

第一步咱们先来加入高级运算符重载，片断代码：

infix operator <-: ObservableChange precedencegroup ObservableChange { associativity: left // 表示左结合 } public func <- <T> (left: Observable<T>, right: T) { left.value = right }

完整代码：[纯block，可自动释放内存]

// 高级运算符重载必须声明在final顶级访问级别的类中 public final class Observable<T> { typealias ObserverBlock = (T) -> () private var blocks: Array<ObserverBlock> = Array() init(_ t:T) { self.value = t } var value:T { didSet { for block in blocks { block(self.value) } } } func subscribe(block:@escaping ObserverBlock) { blocks.append(block) } deinit { print("Observable", #function) } } /* 定义 <- 运算符 运算符定义必须放在文件级别当中 */ infix operator <-: ObservableChange precedencegroup ObservableChange { associativity: left // 表示左结合 } public func <- <T> (left: Observable<T>, right: T) { left.value = right }

run exmple :

let example = Observable<String>("") example.subscribe { (newValue:String) in print("newValue:", newValue) } example.value = "a" example.value = "b" example <- "a"

代码的运行结果：

newValue: a newValue: b newValue: a

重载看上去还不错，很精简！那继续完善，填补后续的功能

第二步添加unSubscribe方法

起初我想直接经过block闭包的相等性检查，经过block闭包相等，来移除blocks中的指定闭包，可是失败了。好比代码：

public final class Observable<T> { typealias ObserverBlock = (T) -> () private var blocks: Array<ObserverBlock> = Array() init(_ t:T) { self.value = t } var value:T { didSet { for block in blocks { block(self.value) } } } func subscribe(block:@escaping ObserverBlock) { blocks.append(block) } // 移除订阅 func unSubscript(block:@escaping ObservableBlock) { var blocksFiltered = blocks.filter { (blockInArray:ObservableBlock) -> Bool in return blockInArray !== block // !!!!!!!没法编译，编译报错!!!!!!! //报错信息： Cannot check reference equality of functions;operands here have type '(T)->()' and '(T)->()' } self.blocks = blocksFiltered } }

看到//报错信息： Cannot check reference equality of functions;operands here have type '(T)->()' and '(T)->()'
发现Swift中是不容许将两个闭包进行的比较的。虽然遗留的C API中是有unsafeBitCast能够对两个闭包进行比较，但我仍是放弃这样的写法。

unsafeBitCast 相关使用：https://stackoverflow.com/questions/24111984/how-do-you-test-functions-and-closures-for-equality

那既然block没法比较相等，就只能讲上下文与blocks进行绑定关系，来实现订阅和删除订阅。

// 定义高级运算符重载，必须为final访问权限的声明 public final class Observable<T> { typealias ObserverBlock = (_ oldValue:T, _ newValue:T) -> () // 订阅block，增长old和new的传值 typealias ObserverEntry = (observer: AnyObject, block: ObserverBlock) // 观察者元组 private var observers: [ObserverEntry] // 观察者Array init(_ value:T) { self.value = value observers = [] } var value:T { didSet { observers.forEach { (entry: ObserverEntry) in let (_, block) = entry block(oldValue, value) } } } // 订阅，建立观察者元组 func subscribe(observer:AnyObject, block:@escaping ObserverBlock) { observers.append(ObserverEntry(observer:observer, block:block)) } // 解除订阅，根据元组中的观察者移除 func unSubscribe(observer:AnyObject) { let filtered = observers.filter { (entry: ObserverEntry) in let (owner, _) = entry return owner !== observer } observers = filtered } } infix operator <-: ObservableChange precedencegroup ObservableChange { associativity: left // 表示左结合 } // 运算符重载 public func <- <T> (left: Observable<T>, right: T) { left.value = right }

run example:

let example = Observable<String>("") example.subscribe(observer: self) { (oldValue:String, newValue:String) in print("oldValue:", oldValue, "newValue:", newValue) } example.value = "a" example.value = "b" example <- "a" example.unSubscribe(observer: self) example <- "c" // 取消订阅，则不会看到"c"的打印

代码的运行结果：

oldValue:  newValue: a oldValue: a newValue: b oldValue: b newValue: a // 这里没有看到“c”

好了，通过细细打磨的Observable已经初步具有了观察者能力了，而且能够轻巧的应用于变量的观察
所有代码：
https://github.com/slazyk/Observable-Swift

我在编写期间试用了google的一个开发者开发的Observable-Swift的，但这个只针对于Swift 3且功能略显复杂，最后放弃。

已知弊端：

不过本观察者订阅模式和其余的第三方组件其实都有弊端：

1. 就是插入式编程,
2. 内存循环应用
   插入式编程就是会将原有的代码的变量类型破坏，从而让类型都趋向于Observable<T>数据类型，这样喜欢纯正变量监听的话，当下除了willSet和didSet，还没有发现其余更优雅的方法！

而内存循环应用，须要将被保存在entry当中的Observer在必要的时候unSubscribe掉才能够解决循环引用的问题。因此当以为Observer没有必要的话，仍是直接使用只有一个Block的版本吧！[纯block，可自动释放内存]