iOS 如何優雅的處理“回撥地獄Callback hell”(一)

一縷殤流化隱半邊冰霜發表於2016-06-11

前言

最近看了一些Swift關於封裝非同步操作過程的文章,比如RxSwift,RAC等等,因為回撥地獄我自己也寫過,很有感觸,於是就翻出了Promise來研究學習一下。現將自己的一些收穫分享一下,有錯誤歡迎大家多多指教。

目錄

  • 1.PromiseKit簡介
  • 2.PromiseKit安裝和使用
  • 3.PromiseKit主要函式的使用方法
  • 4.PromiseKit的原始碼解析
  • 5.使用PromiseKit優雅的處理回撥地獄

一.PromiseKit簡介

PromiseKit是iOS/OS X 中一個用來出來非同步程式設計框架。這個框架是由Max Howell(Mac下Homebrew的作者,傳說中因為”不會”寫反轉二叉樹而沒有拿到Google offer)大神級人物開發出來的。

在PromiseKit中,最重要的一個概念就是Promise的概念,Promise是非同步操作後的future的一個值。

A promise represents the future value of an asynchronous task.
A promise is an object that wraps an asynchronous task

Promise也是一個包裝著非同步操作的一個物件。使用PromiseKit,能夠編寫出整潔,有序的程式碼,邏輯簡單的,將Promise作為引數,模組化的從一個非同步任務到下一個非同步任務中去。用PromiseKit寫出的程式碼就是這樣:

PromiseKit就是用來乾淨簡潔的程式碼,來解決非同步操作,和奇怪的錯誤處理回撥的。它將非同步操作變成了鏈式的呼叫,簡單的錯誤處理方式。

PromiseKit裡面目前有2個類,一個是Promise<T>(Swift),一個是AnyPromise(Objective-C),2者的區別就在2種語言的特性上,Promise<T>是定義精確嚴格的,AnyPromise是定義寬鬆,靈活,動態的。

在非同步程式設計中,有一個最最典型的例子就是回撥地獄CallBack hell,要是處理的不優雅,就會出現下圖這樣:

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上圖的程式碼是真實存在的,也是朋友告訴我的,來自快的的程式碼,當然現在人家肯定改掉了。雖然這種程式碼看著像這樣:

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程式碼雖然看上去不優雅,功能都是正確的,但是這種程式碼基本大家都自己寫過,我自己也寫過很多。今天就讓我們動起手來,用PromiseKit來優雅的處理掉Callback hell吧。

二.PromiseKit安裝和使用

1.下載安裝CocoaPods

在牆外的安裝步驟:
在Terminal裡面輸入

大多數在牆內的同學應該看如下步驟了:

2.找到專案的路徑,進入專案資料夾下面,執行:

此時會開啟TextEdit,然後輸入一下命令:

Tips:感謝qinfensky大神提醒,其實這裡也可以用init命令
Podfile是CocoaPods的特殊檔案,在其中可以列入在專案中想要使用的開源庫,若想建立Podfile,有2種方法:
1.在專案目錄中建立空文字檔案,命名為Podfile
2.或者可以再專案目錄中執行“$ pod init “,來建立功能性檔案(終端中輸入cd 資料夾地址,然後再輸入 pod init)
兩種方法都可以建立Podfile,使用你最喜歡使用的方法

3.安裝PromiseKit

安裝完成之後,退出終端,開啟新生成的.xcworkspace檔案即可

三.PromiseKit主要函式的使用方法

  1. then
    經常我們會寫出這樣的程式碼:

上面的寫法也不是錯誤的,就是它在呼叫函式中儲存了一個屬性,在呼叫alertView會使用到這個屬性。其實這個中間屬性是不需要儲存的。接下來我們就用then來去掉這個中間變數。

這時就有人問了,為啥能呼叫 alert promise 這個方法?後面點語法跟著then是什麼?我來解釋一下,原因其實只要開啟Promise原始碼就一清二楚了。在pormise原始碼中

對應的實現是這樣的

呼叫 alert promise 返回還是一個promise物件,在promise的方法中有then的方法,所以上面可以那樣鏈式的呼叫。上面程式碼裡面的fulfiller放在原始碼分析裡面去講講。

在PromiseKit裡面,其實就預設給你建立了幾個類的延展,如下圖
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這些擴充套件類裡面就封裝了一些常用的生成promise方法,呼叫這些方法就可以愉快的一路.then執行下去了!

2.dispatch_promise
專案中我們經常會非同步的下載圖片

使用dispatch_promise,我們可以將它改變成下面這樣:

我們看看原始碼,看看呼叫的非同步過程對不對

看了原始碼就知道上述是正確的。

3.catch
在非同步操作中,處理錯誤也是一件很頭疼的事情,如下面這段程式碼,每次非同步請求回來都必須要處理錯誤。

我們可以用promise的catch來解決上面的錯誤處理的問題

總結起來就是上圖,pending狀態的promise物件既可轉換為帶著一個成功值的 fulfilled 狀態,也可變為帶著一個 error 資訊的 rejected 狀態。當狀態發生轉換時, promise.then 繫結的方法就會被呼叫。(當繫結方法時,如果 promise 物件已經處於 fulfilled 或 rejected 狀態,那麼相應的方法將會被立刻呼叫, 所以在非同步操作的完成情況和它的繫結方法之間不存在競爭關係。)從Pending轉換為fulfilled或Rejected之後, 這個promise物件的狀態就不會再發生任何變化。因此 then是隻被呼叫一次的函式,從而也能說明,then生成的是一個新的promise,而不是原來的那個。

瞭解完流程之後,就可以開始繼續研究原始碼了。在PromiseKit當中,最常用的當屬then,thenInBackground,catch,finally

用了catch以後,在傳遞promise的鏈中,一旦中間任何一環產生了錯誤,都會傳遞到catch去執行Error Handler。

4.when
通常我們有這種需求:
在執行一個A任務之前還有1,2個非同步的任務,在全部非同步操作完成之前,需要阻塞A任務。程式碼可能會寫的像下面這樣子:

這裡就可以使用when來優雅的處理這種情況:

在when後面傳入一個陣列,裡面是2個promise,只有當這2個promise都執行完,才會去執行後面的then的操作。這樣就達到了之前所說的需求。

這裡when還有2點要說的,when的引數還可以是字典。

這個例子裡面when傳入了一個input字典,處理完成之後依舊可以生成新的promise傳遞到下一個then中,在then中可以去到results的字典,獲得結果。傳入字典的工作原理放在第四章會解釋。

when傳入的引數還可以是一個可變的屬性:

dataSource如果為空就新建一個promise,傳入到when中,執行完之後,在then中拿到result,並把result賦值給dataSource,這樣dataSource就有資料了。由此看來,when的使用非常靈活!

5.always & finally

在我們執行完then,處理完error之後,還有一些操作,那麼就可以放到finally和always裡面去執行。

四.PromiseKit的原始碼解析

經過上面對promise的方法的學習,我們已經可以瞭解到,在非同步操作我們可以通過不斷的返回promise,傳遞給後面的then來形成鏈式呼叫,所以重點就在then的實現了。在討論then之前,我先說一下promise的狀態和傳遞機制。

一個promise可能有三種狀態:等待(pending)、已完成(fulfilled)、已拒絕(rejected)。
一個promise的狀態只可能從“等待”轉到“完成”態或者“拒絕”態,不能逆向轉換,同時“完成”態和“拒絕”態不能相互轉換。
promise必須實現then方法(可以說,then就是promise的核心),而且then必須返回一個promise,同一個promise的then可以呼叫多次,並且回撥的執行順序跟它們被定義時的順序一致
then方法接受兩個引數,第一個引數是成功時的回撥,在promise由“等待”態轉換到“完成”態時呼叫,另一個是失敗時的回撥,在promise由“等待”態轉換到“拒絕”態時呼叫。同時,then可以接受另一個promise傳入,也接受一個“類then”的物件或方法,即thenable物件

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總結起來就是上圖,pending狀態的promise物件既可轉換為帶著一個成功值的 fulfilled 狀態,也可變為帶著一個 error 資訊的 rejected 狀態。當狀態發生轉換時, promise.then 繫結的方法就會被呼叫。(當繫結方法時,如果 promise 物件已經處於 fulfilled 或 rejected 狀態,那麼相應的方法將會被立刻呼叫, 所以在非同步操作的完成情況和它的繫結方法之間不存在競爭關係。)從Pending轉換為fulfilled或Rejected之後, 這個promise物件的狀態就不會再發生任何變化。因此 then是隻被呼叫一次的函式,從而也能說明,then生成的是一個新的promise,而不是原來的那個。

瞭解完流程之後,就可以開始繼續研究原始碼了。在PromiseKit當中,最常用的當屬then,thenInBackground,catch,finally

這四個方法底層呼叫了各自的thenon,catchon,finallyon方法,這些on的方法實現基本都差不多,那我就以最重要的thenon來分析一下。

這個thenon就是返回一個方法,所以繼續往下看

這個方法看上去很複雜,仔細看看,函式的形參其實就是2個block,一個是resolved的block,還有一個是pending的block。當一個promise經歷過resolved之後,可能是fulfill,也可能是reject,之後生成next新的promise,傳入到下一個then中,並且狀態會變成pending。上面程式碼中第一個return,如果next為nil,那麼意味著promise沒有生成,這是會再呼叫一次mkresolvedCallback,並傳入引數result,生成的PMKResolveOnQueueBlock,再次傳入(q, block),直到next的promise生成,並把pendingCallback存入到handler當中。這個handler存了所有待執行的block,如果把這個陣列裡面的block都執行,那麼就相當於依次完成了上面的所有非同步操作。第二個return是在callblock為nil的時候,還會再調一次mkresolvedCallback(result),保證一定要生成next的promise。

這個函式裡面的這裡dispatch_barrier_sync這個方法,就是promise後面可以鏈式呼叫then的原因,因為GCD的這個方法,讓後面then變得像一行行的then順序執行了。

可能會有人問了,並沒有看到各個block執行,僅僅只是加到handler陣列裡了,這個問題的答案,就是promise的核心了。promise執行block的操作是放在resove裡面的。先來看看原始碼

這是一個遞迴函式,能形成遞迴的條件就是那句PMKResolve(this, o);當nextResult = nil的時候,就代表了這個promise還是pending狀態,還沒有被執行,這個時候就要遞迴呼叫,直到nextResult不為nil。不為nil,就會呼叫set方法,set方法是一個匿名函式,裡面的for迴圈會依次迴圈,執行handler陣列裡面的每一個block。裡面的那個if語句,是先判斷result是否是一個promise,如果不是promise,就去執行set方法,依次呼叫各個block。

至此,一個then的執行原理就到此結束了。接下來我們再看看when的原理。

這裡只擷取了return的部分,理解了then,這裡再看when就好理解了。when就是在傳入的promises的陣列裡面,依次執行各個promise,結果最後傳給新生成的一個promise,作為返回值返回。

這裡要額外提一點的就是如果給when傳入一個字典,它會如何處理的

方式和when的陣列方式基本一樣,只不過多了一步,就是從字典裡面先取出promise[key],然後再繼續對這個promise執行操作而已。所以when可以傳入以promise為value的字典。

五.使用PromiseKit優雅的處理回撥地獄

這裡我就舉個例子,大家一起來感受感受用promise的簡潔。
先描述一下環境,假設有這樣一個提交按鈕,當你點選之後,就會提交一次任務。首先要先判斷是否有許可權提交,沒有許可權就彈出錯誤。有許可權提交之後,還要請求一次,判斷當前任務是否已經存在,如果存在,彈出錯誤。如果不存在,這個時候就可以安心提交任務了。

上面的程式碼裡面有3層回撥,看上去就很暈,接下來我們用promise來整理一下。

之前將近40行程式碼就一下子變成15行左右,看上去比原來清爽多了,可讀性更高。

最後

看完上面關於PromiseKit的使用方法之後,其實對於PromiseKit,我個人的理解它就是一個Monad(這是最近很火的一個概念,4月底在上海SwiftCon 2016中,唐巧大神分享的主題就是關於Monad,還不是很瞭解這個概念的可以去他部落格看看,或者找視訊學習學習。)Promise就是一個盒子裡面封裝了一堆操作,then對應的就是一組flatmap或map操作。不過缺點也還是有,如果網路用的AFNetWorking,網路請求很有可能會回撥多次,這時用PromiseKit,就需要自己封裝一個屬於自己的promise了。PromiseKit原生的是用的OMGHTTPURLRQ這個網路框架。PromiseKit裡面自帶的封裝的網路請求也還是基於NSURLConnection的。所以用了AFNetWorking的同學,要想再優雅的處理掉網路請求引起的回撥地獄的時候,自己還是需要先封裝一個自己的Promise,然後優雅的then一下。很多人可能看到這裡,覺得我引入一個框架,本來是來解決問題的,但是現在還需要我再次封裝才能解決問題,有點不值得。

我自己的看法是,PromiseKit是個解決非同步問題很優秀的一個開源庫,尤其是解決回撥巢狀,回撥地獄的問題,效果非常明顯。雖然需要自己封裝AFNetWorking的promise,但是它的思想非常值得我們學習的!這也是接下來第二篇想和大家一起分享的內容,利用promise的思想,自己來優雅的處理回撥地獄!這一篇PromiseKit先分享到這裡。

如有錯誤,還請大家請多多指教。

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