iOS APP 架构漫谈

原文转载自 「不会开机的男孩」 (http://studentdeng.github.com/blog/2014/08/29/ios-architecture/)

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最近看了一些有关server的东西,一些很简单的东西,不外乎是一些文档规范,另外结合最近看的wwdc的一些video,觉得对软件架构(software architecture)认识又清楚了一些,这里记录下来。

software architecture 听上去是一个很大的概念,实际上也包括很多东西,里面的争议也很多。在我看来软件架构最好放在小的场景中理解。

问题1

我们有2个页面。

demo code 1.0.0

2个页面分别显示一个数字,这个数字应该相同。详情会修改这个数字,这里我们发现,详情页面和主页面数字不一样。

数据不一致

问题1 解决方法A

这里首先的感觉就是,详情页面返回,主页面数据没有刷新,导致数据不一致。 那么Fix这个Bug的方法,就是在主页面出现的时候刷新界面

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];

    self.displayLabel.text = [[CUDataDAO selectData].data stringValue];
}

现在来看,还不错。但是,我们调用selectData的次数则变得非常非常多。数据不是经常变化的。

demo code 1.0.1

问题1 解决方法B

我们发现既然数据的改变是在页面B进行的,那么页面B修改这个数据的时候,应该把数据变化”通知”给页面A,那么我们写了一个Delegate

@protocol CUDetailViewControllerDelegate <NSObject>

- (void)detailVC:(CUDetailViewController *)vc dataChanged:(NSNumber *)data;

@end

在页面B修改数据之后,通过delegate 通知给页面A。

- (IBAction)changeButtonClicked:(id)sender {
    int value = arc4random() % 100;
    [CUDataDAO setData:value];

    self.displayLabel.text = [@(value) stringValue];

    if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(detailVC:dataChanged:)]) {
        [self.delegate detailVC:self dataChanged:@(value)];
    }
}

到此场景1得到了不错的解决。

demo code 1.0.2

问题2

这时我们增加了另一个页面C。这个场景会稍微抽象一点,我们定义了3个数据

问题1中 dataA = dataB。在问题2中dataA = dataB + dataC;

问题2 解决方法C

也就是说页面C的修改,也会影响页面A的数据,那么我们是不是也要写一个XXXXDelegate呢?

这时我们的大脑嗅出了一些不好的味道,如果再来个什么dataD,dataE,我们要写这么多的Delegate么?对于多对一”通知”这种味道,很自然的想到了不用Delegate,而是用NSNotification来做。让我们未雨绸缪一下,定义一个Notificaiton

NSString *const kCUDataChangedNotification = @"CUDataChangedNotification";

[[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:kCUDataChangedNotification
                                                  object:nil
                                                userInfo:nil];

那这个变化broadcast到listener,看上去是一个很赞的idea。

demo code 1.0.3

问题3

过了一段时间,我们发现问题2的方法有一个Bug,当界面停在页面B的时候,切换到页面C,修改数据,B中再返回时,数据和页面A的数据不一致。

数据不一致

那也可以类比解决方法B,得到了下面的方法

解决方法D

既然A和B的数据不一致,而A的数据比B的新,那么保留一个B的指针,然后A变化的时候,更新B就好了。

- (void)handleDataChangedNotification {
    [self updateLabel];
    [self.vc updateLabel];
}

// In a storyboard-based application, you will often want to do a little preparation before navigation
- (void)prepareForSegue:(UIStoryboardSegue *)segue sender:(id)sender
{
    if ([segue.identifier isEqualToString:@"push"]) {
        CUDetailViewController *vc = [segue destinationViewController];
        if ([vc isKindOfClass:[CUDetailViewController class]]) {
            self.vc = vc;
        }
    }
}

demo code 1.0.4

问题4

页面C实在是太简单了,这次我们希望在页面C中显示页面A的数据。因为上次我们就产生了一个数据不一致的问题,这次我们注意到了,那么怎么修改呢?

解决方法E

在看了看整个APP各种通知之后,觉得挺麻烦,准备用一个取巧的方法。可以类比解决方法A。在页面C出现的时候,刷新数据,至于什么性能问题,不管了,先fix bug。

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [self updateLabel];
}

- (void)updateLabel {
    int dataB = [[CUDataDAO selectData].data intValue];
    int dataC = [[CUDataDAO selectOtherData].data intValue];

    self.dataLabel.text = [@(dataB + dataC) stringValue];
}

demo code 1.0.5

问题5

这时的数据需要不断的变化,我们在CUDataDAO加了一个timer 模拟数据变化,数据变化的原因可能是server push 一些数据。client 本地数据库更新了数据,需要在页面A、B、C中显示。

页面C的数据又不一致了。。。。

问题到底在哪里呢

走到这里,我们需要重新思考为什么这个问题会不断的重复出现呢?software architecture就是来解决这个问题的。但是在提出一个合理的方案之前,先思考一个概念。

我们把数据库中的数据,显示到屏幕上,或是传递给View时,这个过程其实是对data 做了一次copy。而且只要不是通过引用或是指针这些方式,通过值传递的方式都是对data做了一次copy。而这个copy的过程,非常类似Cache

通常建立一个Cache会遇到2种问题。

让我们用这个思路来看我们的解决方案

解决方法A

这是一个非常典型的Cache情况B。数据库的数据并没有变化,但我们却多次重复计算cache

解决方法B

页面之间的关系可以用下面来描述

这里我们隐隐能够感觉到问题,A的数据变化依赖于2个地方。不急,再往后看

解决方法C

解决方法D

事情变得更糟了

解决方法E

和解决方法A类似,同样的重复计算Cache问题。

实际上问题还会更糟

现在还是一个简单的Model,如果project变得很大,那么就会变成这个样子

每一个X都可能是一个Bug。

我们似乎已经找到问题了

《Advanced iOS Application Architecture and Patterns》 中,把这个图叫做information flow。我们的直觉会告诉我们,这个信息的传递,应该是自上而下的树或是森林,而且最好是一个层次平衡结构,要清晰,每一个位置都有相对于的职责。那我们就需要制定一个规则。

在想这个规则之前,如果把上面的图背后的数据忘记,我们感觉这很类似内存模型。当然内存模型会比较复杂。但是我们可以借鉴很多”内存管理中的规则”,比如谁创建,谁销毁。同样,在我们的information flow中,我们希望谁创建Cache,谁更新Cache变化

DAO的数据库似乎很难做这件事情,我们引入了一个新的元素dataSource(当然他本身又是DAO的一个Cache)。其中A、B、C3个都会显示数据,那么他们应该在一个层级,其中B、C会修改数据,他们会把这个数据返回给dataSource,而通过dataSource来把这个变化通知到A、B、C。

这样带来的好处很明显,我们再添加一个D,也不会对其他地方的数据产生任何影响,我们的Unit Test、Mock也更加好写。

我们之前的思路错在哪里呢?

从局部来看,我们之前的思路都没有任何问题,但是整体来看却把问题隐藏化。关键的问题是在于没有找到Truth,找到问题真正的地方。而找到真正的地方,需要我们在大脑中有一个清晰的information flow或是data flow。了解之间元素的相互关系,才能建立一个个的层。才能坐到真正的解耦,解耦并不是仅仅一个个的Manager,更重要的是建立一套清晰的flow机制,或是消息机制,如果没有一套flow,中间引入的各种各样的方法,即便使用了各种设计模式,整个software 依然是深度耦合

疑问

这个APP看上去交互非常复杂

上面的model,有些同学还可能觉得这是交互上面的问题,这个交互看上去非常的复杂,不是一个好设计。

我这里列举一个实际的例子:

A页面要创建动画,动画背后包括很多数据,这些数据会在B,C甚至更多的页面,或是后台被修改。动画本身实际上体现在View,而这些view可能不仅仅在A中有,B,C可能也会有部分的View。

单例怎么样

当然我们可以用单例的法子。单例是个魔鬼,被很多滥用,这个场景用单例,其实仅仅是把全局变量合理的封装在了单例下,因为这份数据,并没有任何理由要一定是一份copy。

recap

在了解这个概念后,再看一些server的架构,规则时,也会更容易理解这些层之间的关系。包括

software architecture 涵盖的东西非常多。这篇只是一个引子,介绍了设计之前的准备工作。但是在实际过程中,我们的模型可能要比我这里写的还要复杂很多。下一篇会介绍一种策略用来处理更加复杂模型的情况。

最后附上一个完整功能的 demo code

参考

《Advanced iOS Application Architecture and Patterns》

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