[转]Swift 基于 willSet & didSet 的订阅block(Observable)
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起因：
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，但由于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，迭代速度越来越快，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，能让多个团队成员可以同时开发且逻辑清晰。期间阅读了很多文章，比如VIPER架构、UBer公司未开源的Riblets架构、MVVM架构等，最终决定自己针对MVVM进行一次架构改造，并加入VIPER的特点。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机制可以实现对任意类型的观察者监听。虽然Objective-C中可以任意定义KVO，但是经历过大项目的朋友一定首先会想到Objective-C中的KVO在使用的轻便型上差强人意，需要addObserver和removeObserver，且如果Context上下文弄错了，会有一定的崩溃风险，这是需要深刻了解Objective-C的释放避免指针的循环引用等。
Swift作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需要再Swift的Property前面增加声明：dynamic，且使用dynamic必须是基于NSObject基类所构造的类型，这样做必然会丧失对Swift原始数据类型的支持，可见其是不好的。而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语言在自己的Property中增加了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。这让我们看到Swift本身是汲取了Objective-C在Runtime中创造的经验和灵感，并将观察者模式轻量化，以相当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)
}
}
}可是我们在开发中不仅仅是这样的简单环境，我们需要针对MVVM中ViewModel开放一个被观察者连接给ViewController，两者产生联动。此时有人想到："我提供一个闭包(block)设置给didSet就好了呀"。确实你可以这样做。为每一个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。那我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，当它发生变更的时候，触发一批block回调。
分析第三方：
ReactiveCocoa和RxSwift的第三方库来实现是可以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，现在MVVM中采用RxSwift解耦作为中间件确实是产品开发潮流，这就像某种服装搭配趋势一样的流行。那问题随之而来，采用ReactiveCocoa和RxSwift都哪些共同缺点呢？我们开发实战的时候肯定会遇到下面的问题：
- 订阅和分发导致它本身的执行效率低，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。
- Swift本身的语法导致从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，但难免会有转换错误和手动修改的情况。这样对于我们程序本身是非常不稳定的变化，导致我们出现重写程序组件的问题，甚至摧毁式的无法编译
- 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)，导致团队间在合作时逻辑代码理解难度加大。团队成员间的代码沟通变慢。如果团队加入新人，学习成本则会提高。
- 库文件升级缓慢，受制于他人，如果停止更新，可能你的产品就要赶紧寻找其他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！
全新创建：
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！
那我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（题外话由于我所书写的日期是2017-6-6，正好是Swift 4发布当日，我的工程文件又一次被Swift4的升级所摧毁，被摧毁的是第三方库，那我还是自己造一个轮子吧！）
先来描述一下基本原理：
- 实现一个用于产生被观察者的自定义泛型类：Observable<T>
- Observable自身提供blocks的闭包数组存放订阅者的闭包
- 基于Observable中的value的setter方法，手动调用每个闭包
先来看一下基础代码：
// 需要持有一批blocks，则必须创建一个类作为空间
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就可以完成对于一个变量设置的变更监听。
继续完善
仔细打量了代码，中间缺少几个能力：
- 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】 - 缺少删除订阅者block能力。这个能力需要在订阅时将订阅者传递给Observable加以持有，并提供unSubscribe方法
第一步我们先来加入高级运算符重载，片段代码：
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
起初我想直接通过block闭包的相等性检查，通过block闭包相等，来移除blocks中的指定闭包，但是失败了。比如代码：
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 // !!!!!!!无法编译，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中是不允许将两个闭包进行的比较的。虽然遗留的C API中是有unsafeBitCast可以对两个闭包进行比较，但我还是放弃这样的写法。
unsafeBitCast 相关使用：https://stackoverflow.com/questions/24111984/how-do-you-test-functions-and-closures-for-equality那既然block无法比较相等，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，增加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，创建观察者元组
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，经过细细打磨的Observable已经初步具备了观察者能力了，并且可以轻巧的应用于变量的观察
全部代码：
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他的第三方组件其实都有弊端：
- 就是插入式编程,
- 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，尚未发现其他更优雅的方法！
而内存循环应用，需要将被保存在entry当中的Observer在必要的时候unSubscribe掉才可以解决循环引用的问题。所以当觉得Observer没有必要的话，还是直接使用只有一个Block的版本吧！[纯block，可自动释放内存]
