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Mantle的使用

hejunbinlan
 hejunbinlan
发布于 2015/05/25 13:30
字数 4381
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Mantle是一个用于简化Cocoa或Cocoa Touch程序中model层的第三方库。通常我们的应该中都会定义大量的model来表示各种数据结构,而这些model的初始化和编码解码都需要写大量的代码。而Mantle的优点在于能够大大地简化这些代码。

Mantle源码中最主要的内容包括:

  • MTLModel类:通常是作为我们的Model的基类,该类提供了一些默认的行为来处理对象的初始化和归档操作,同时可以获取到对象所有属性的键值集合。

  • MTLJSONAdapter类:用于在MTLModel对象和JSON字典之间进行相互转换,相当于是一个适配器。

  • MTLJSONSerializing协议:需要与JSON字典进行相互转换的MTLModel的子类都需要实现该协议,以方便MTLJSONApadter对象进行转换。

在此就以这三者作为我们的分析点。

基类MTLModel

MTLModel是一个抽象类,它主要提供了一些默认的行为来处理对象的初始化和归档操作。

初始化

MTLModel默认的初始化方法-init并没有做什么事情,只是调用了下[super init]。而同时,它提供了一个另一个初始化方法:

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- (instancetype)initWithDictionary:(NSDictionary *)dictionaryValue error:(NSError **)error;

其中参数dictionaryValue是一个字典,它包含了用于初始化对象的key-value对。我们来看下它的具体实现:

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- (instancetype)initWithDictionary:(NSDictionary *)dictionary error:(NSError **)error {
     ...
     for  (NSString *key  in  dictionary) {
         // 1. 将value标记为__autoreleasing,这是因为在MTLValidateAndSetValue函数中,
         //    可以会返回一个新的对象存在在该变量中
         __autoreleasing id value = [dictionary objectForKey:key];
         // 2. value如果为NSNull.null,会在使用前将其转换为nil
         if  ([value isEqual:NSNull. null ]) value = nil;
         // 3. MTLValidateAndSetValue函数利用KVC机制来验证value的值对于key是否有效,
         //    如果无效,则使用使用默认值来设置key的值。
         //    这里同样使用了对象的KVC特性来将value值赋值给model对应于key的属性。
         //    有关MTLValidateAndSetValue的实现可参考源码,在此不做详细说明。
         BOOL success = MTLValidateAndSetValue(self, key, value, YES, error);
         if  (!success)  return  nil;
     }
     ...
}

子类可以重写该方法,以在设置完对象的属性后做进一步的处理或初始化工作,不过需要记住的是:应该通过super来调用父类的实现。

获取属性的键(key)、值(value)

MTLModel类提供了一个类方法+propertyKeys,该方法返回所有@property声明的属性所对应的名称字符串的一个集合,但不包括只读属性和MTLModel自身的属性。在这个类方法会去遍历model的所有属性,如果属性是非只读且其ivar值不为NULL,则获取到表示属性名的字符串,并将其放入到集合中,其实现如下:

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+ (NSSet *)propertyKeys {
     // 1. 如果对象中已有缓存的属性名的集合,则直接返回缓存。该缓存是放在一个关联对象中。
     NSSet *cachedKeys = objc_getAssociatedObject(self, MTLModelCachedPropertyKeysKey);
     if  (cachedKeys != nil)  return  cachedKeys;
     NSMutableSet *keys = [NSMutableSet set];
     // 2. 遍历对象所有的属性
     //    enumeratePropertiesUsingBlock方法会沿着superclass链一直向上遍历到MTLModel,
     //    查找当前model所对应类的继承体系中所有的属性(不包括MTLModel),并对该属性执行block中的操作。
     //    有关enumeratePropertiesUsingBlock的实现可参考源码,在此不做详细说明。
     [self enumeratePropertiesUsingBlock:^(objc_property_t property, BOOL *stop) {
         mtl_propertyAttributes *attributes = mtl_copyPropertyAttributes(property);
         @onExit {
             free(attributes);
         };
         // 3. 过滤只读属性和ivar为NULL的属性
         if  (attributes->readonly && attributes->ivar == NULL)  return ;
         // 4. 获取属性名字符串,并存储到集合中
         NSString *key = @(property_getName(property));
         [keys addObject:key];
     }];
     // 5. 将集合缓存到关联对象中。
     objc_setAssociatedObject(self, MTLModelCachedPropertyKeysKey, keys, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
     return  keys;
}

有了上面这个类方法,要想获取到对象中所有属性及其对应的值就方法了。为此MTLModel提供了一个只读属性dictionaryValue来取一个包含当前model所有属性及其值的字典。如果属性值为nil,则会用NSNull来代替。另外该属性不会为nil。

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@property (nonatomic, copy, readonly) NSDictionary *dictionaryValue;
// 实现
- (NSDictionary *)dictionaryValue {
     return  [self dictionaryWithValuesForKeys:self.class.propertyKeys.allObjects];
}

合并对象

合并对象是指将两个MTLModel对象按照自定义的方法将其对应的属性值进行合并。为此,在MTLModel定义了以下方法:

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- (void)mergeValueForKey:(NSString *)key fromModel:(MTLModel *)model;

该方法将当前对象指定的key属性的值与model参数对应的属性值按照指定的规则来进行合并,这种规则由我们自定义的-mergeFromModel:方法来确定。如果我们的子类中实现了-mergeFromModel:方法,则会调用它;如果没有找到,且model不为nil,则会用model的属性的值来替代当前对象的属性的值。具体实现如下:

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- (void)mergeValueForKey:(NSString *)key fromModel:(MTLModel *)model {
     NSParameterAssert(key != nil);
     // 1. 根据传入的key拼接"mergeFromModel:"字符串,并从该字符串中获取到对应的selector
     //    如果当前对象没有实现-mergeFromModel:方法,且model不为nil,则用model的属性值
     //    替代当前对象的属性值
     //
     //    MTLSelectorWithCapitalizedKeyPattern函数以C语言的方式来拼接方法字符串,具体实现请
     //    参数源码,在此不详细说明
     SEL selector = MTLSelectorWithCapitalizedKeyPattern( "merge" , key,  "FromModel:" );
     if  (![self respondsToSelector:selector]) {
         if  (model != nil) {
             [self setValue:[model valueForKey:key] forKey:key];
         }
         return ;
     }
     // 2. 通过NSInvocation方式来调用对应的-mergeFromModel:方法。
     NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:[self methodSignatureForSelector:selector]];
     invocation.target = self;
     invocation.selector = selector;
     [invocation setArgument:&model atIndex:2];
     [invocation invoke];
}

此外,MTLModel还提供了另一个方法来合并两个对象所有的属性值,即:

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- (void)mergeValuesForKeysFromModel:(MTLModel *)model;

需要注意的是model必须是当前对象所属类或其子类。

归档对象(Archive)

Mantle将对MTLModel的编码解码处理都放在了MTLModel的NSCoding分类中进行处理了,该分类及相关的定义都放在MTLModel+NSCoding文件中。

对于不同的属性,在编码解码过程中可能需要区别对待,为此Mentle定义了枚举MTLModelEncodingBehavior来确定一个MTLModel属性被编码到一个归档中的行为。其定义如下:

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typedef enum : NSUInteger {
     MTLModelEncodingBehaviorExcluded = 0,            // 属性绝不应该被编码
     MTLModelEncodingBehaviorUnconditional,           // 属性总是应该被编码
     MTLModelEncodingBehaviorConditional,             // 对象只有在其它地方被无条件编码时才应该被编码。这只适用于对象属性
} MTLModelEncodingBehavior;

具体每个属性的归档行为我们可以在+encodingBehaviorsByPropertyKey类方法中设置。MTLModel类为我们提供了一个默认实现,如下:

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+ (NSDictionary *)encodingBehaviorsByPropertyKey {
     // 1. 获取所有属性键值
     NSSet *propertyKeys = self.propertyKeys;
     NSMutableDictionary *behaviors = [[NSMutableDictionary alloc] initWithCapacity:propertyKeys.count];
     // 2. 对每一个属性进行处理
     for  (NSString *key  in  propertyKeys) {
         objc_property_t property = class_getProperty(self, key.UTF8String);
         NSAssert(property != NULL, @ "Could not find property \"%@\" on %@" , key, self);
         mtl_propertyAttributes *attributes = mtl_copyPropertyAttributes(property);
         @onExit {
             free(attributes);
         };
         // 3. 当属性为weak时,默认设置为MTLModelEncodingBehaviorConditional,否则默认为MTLModelEncodingBehaviorUnconditional,设置完后,将其封装在NSNumber中并放入字典中。
         MTLModelEncodingBehavior behavior = (attributes->weak ? MTLModelEncodingBehaviorConditional : MTLModelEncodingBehaviorUnconditional);
         behaviors[key] = @(behavior);
     }
     return  behaviors;
}

任何不在该返回字典中的属性都不会被归档。子类可以根据自己的需要来指定各属性的归档行为。但在实际时应该通过super来调用父类的实现。

而为了从归档中解码指定的属性,Mantle提供了以下方法:

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- (id)decodeValueForKey:(NSString *)key withCoder:(NSCoder *)coder modelVersion:(NSUInteger)modelVersion;

默认情况下,该方法会查找当前对象中类似于-decodeWithCoder:modelVersion:的方法,如果找到便会调用相应方法,并按照自定义的方式来处理属性的解码。如果我们没有实现自定义的方法或者coder不需要安全编码,则会对指定的key调用-[NSCoder decodeObjectForKey:]方法。其具体实现如下:

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- (id)decodeValueForKey:(NSString *)key withCoder:(NSCoder *)coder modelVersion:(NSUInteger)modelVersion {
     ...
     SEL selector = MTLSelectorWithCapitalizedKeyPattern( "decode" , key,  "WithCoder:modelVersion:" );
     // 1. 如果自定义了-decodeWithCoder:modelVersion:方法,则通过NSInvocation来调用方法
     if  ([self respondsToSelector:selector]) {
         NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:[self methodSignatureForSelector:selector]];
         invocation.target = self;
         invocation.selector = selector;
         [invocation setArgument:&coder atIndex:2];
         [invocation setArgument:&modelVersion atIndex:3];
         [invocation invoke];
         __unsafe_unretained id result = nil;
         [invocation getReturnValue:&result];
         return  result;
     }
     @ try  {
         // 2. 如果没有找到自定义的-decodeWithCoder:modelVersion:方法,
         //    则走以下流程。
         //
         // coderRequiresSecureCoding方法的具体实现请参数源码
         if  (coderRequiresSecureCoding(coder)) {
             // 3. 如果coder要求安全编码,则会从需要安全编码的字典中取出属性所对象的类型,然后根据指定
             //    类型来对属性进行解码操作。
             //    为此,MTLModel提供了类方法allowedSecureCodingClassesByPropertyKey,来获取
             //    类的对象包含的所有需要安全编码的属性及其对应的类的字典。该方法首先会查看是否已有
             //    缓存的字典,如果没有则遍历类的所有属性。首先过滤掉那些不需要编码的属性,
             //    然后遍历剩下的属性,如果是非对象类型或类类型,则其对应的类型设定为NSValue,
             //    如果是这两者,则对应的类型即为相应类型。
             //    该方法的具体实现请参考源代码。
             NSArray *allowedClasses = self.class.allowedSecureCodingClassesByPropertyKey[key];
             NSAssert(allowedClasses != nil, @ "No allowed classes specified for securely decoding key \"%@\" on %@" , key, self.class);
             return  [coder decodeObjectOfClasses:[NSSet setWithArray:allowedClasses] forKey:key];
         else  {
             // 4. 不需要安全编码
             return  [coder decodeObjectForKey:key];
         }
     } @ catch  (NSException *exception) {
         ...
     }
}

当然,所有的编码解码工作还得需要我们实现-initWithCoder:和-encodeWithCoder:两个方法来完成。我们在定义MTLModel的子类时,可以根据自己的需要来对特定的属性进行处理,不过最好调用super的实现来执行父类的操作。MTLModel对这两个方法的实现请参考源码,在此不多作说明。

适配器MTLJSONApadter

为了便于在MTLModel对象和JSON字典之间进行相互转换,Mantle提供了类MTLJSONApadter,作为这两者之间的一个适配器。

MTLJSONSerializing协议

Mantle定义了一个协议MTLJSONSerializing,那些需要与JSON字典进行相互转换的MTLModel的子类都需要实现该协议,以方便MTLJSONApadter对象进行转换。这个协议中定义了三个方法,具体如下:

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@protocol MTLJSONSerializing
@required
+ (NSDictionary *)JSONKeyPathsByPropertyKey;
@optional
+ (NSValueTransformer *)JSONTransformerForKey:(NSString *)key;
+ (Class)classForParsingJSONDictionary:(NSDictionary *)JSONDictionary;
@end

这三个方法都是类方法。其中+JSONKeyPathsByPropertyKey是必须实现的,它返回的字典指定了如何将对象的属性映射到JSON中不同的key path(字符串值或NSNull)中。任何不在此字典中的属性被认为是与JSON中使用的key值相匹配。而映射到NSNull的属性在JSON序列化过程中将不进行处理。

+JSONTransformerForKey:方法指定了如何将一个JSON值转换为指定的属性值。反过来,转换器也用于将属性值转换成JSON值。如果转换器实现了+JSONTransformer方法,则MTLJSONAdapter会使用这个具体的方法,而不使用+JSONTransformerForKey:方法。另外,如果不需要执行自定义的转换,则返回nil。

重写+classForParsingJSONDictionary:方法可以将当前Model解析为一个不同的类对象。这对象类簇是非常有用的,其中抽象基类将被传递给-[MTLJSONAdapter initWithJSONDictionary:modelClass:]方法,而实例化的则是子类。

如果我们希望MTLModel的一个子类能使用MTLJSONApadter来进行转换,则需要实现这个协议,并实现相应的方法。

初始化

MTLJSONApadter对象有一个只读属性,该属性即为适配器需要处理的MTLModel对象,其声明如下:

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@property (nonatomic, strong, readonly) MTLModel
*model;

可见该对象必须是实现了MTLJSONSerializing协议的MTLModel对象。该属性是只读的,因此它只能通过初始化方法来初始化。

MTLJSONApadter对象不能通过-init来初始化,这个方法会直接断言。而是需要通过类提供的两个初始化方法来初始化,如下:

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- (id)initWithJSONDictionary:(NSDictionary *)JSONDictionary modelClass:(Class)modelClass error:(NSError **)error;
- (id)initWithModel:(MTLModel*)model;

其中-(id)initWithJSONDictionary:modelClass:error:是使用一个字典和需要转换的类来进行初始化。字典JSONDictionary表示一个JSON数据,这个字典需要符合NSJSONSerialization返回的格式。如果该参数为空,则方法返回nil,且返回带有MTLJSONAdapterErrorInvalidJSONDictionary码的error对象。该方法的具体实现如下:

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- (id)initWithJSONDictionary:(NSDictionary *)JSONDictionary modelClass:(Class)modelClass error:(NSError **)error {
     ...
     if  (JSONDictionary == nil || ![JSONDictionary isKindOfClass:NSDictionary.class]) {
         ...
         return  nil;
     }
     if  ([modelClass respondsToSelector:@selector(classForParsingJSONDictionary:)]) {
         modelClass = [modelClass classForParsingJSONDictionary:JSONDictionary];
         if  (modelClass == nil) {
             ...
             return  nil;
         }
         ...
     }
     ...
     _modelClass = modelClass;
     _JSONKeyPathsByPropertyKey = [[modelClass JSONKeyPathsByPropertyKey] copy];
     NSMutableDictionary *dictionaryValue = [[NSMutableDictionary alloc] initWithCapacity:JSONDictionary.count];
     NSSet *propertyKeys = [self.modelClass propertyKeys];
     // 1. 检验model的+JSONKeyPathsByPropertyKey中字典key-value对的有效性
     for  (NSString *mappedPropertyKey  in  self.JSONKeyPathsByPropertyKey) {
         // 2. 如果model对象的属性不包含+JSONKeyPathsByPropertyKey返回的字典中的某个属性键值
         //    则返回nil。即+JSONKeyPathsByPropertyKey中指定的属性键值必须是model对象所包含
         //    的属性。
         if  (![propertyKeys containsObject:mappedPropertyKey]) {
             ...
             return  nil;
         }
         id value = self.JSONKeyPathsByPropertyKey[mappedPropertyKey];
         // 3. 如果属性不是映射到一个JSON关键路径或者是NSNull,也返回nil。
         if  (![value isKindOfClass:NSString.class] && value != NSNull. null ) {
             ...
             return  nil;
         }
     }
     for  (NSString *propertyKey  in  propertyKeys) {
         NSString *JSONKeyPath = [self JSONKeyPathForPropertyKey:propertyKey];
         if  (JSONKeyPath == nil)  continue ;
         id value;
         @ try  {
             value = [JSONDictionary valueForKeyPath:JSONKeyPath];
         } @ catch  (NSException *ex) {
             ...
             return  nil;
         }
         if  (value == nil)  continue ;
         @ try  {
             // 4. 获取一个转换器,
             //    如上所述,+JSONTransformerForKey:会先去查看是否有+JSONTransformer方法,
             //    如果有则会使用这个具体的方法,如果没有,则调用相应的+JSONTransformerForKey:方法
             //    该方法具体实现请参考源码
             NSValueTransformer *transformer = [self JSONTransformerForKey:propertyKey];
             if  (transformer != nil) {
                 // 5. 获取转换器转换生的值
                 if  ([value isEqual:NSNull. null ]) value = nil;
                 value = [transformer transformedValue:value] ?: NSNull. null ;
             }
             dictionaryValue[propertyKey] = value;
         } @ catch  (NSException *ex) {
             ...
             return  nil;
         }
     }
     // 6. 初始化_model
     _model = [self.modelClass modelWithDictionary:dictionaryValue error:error];
     if  (_model == nil)  return  nil;
     return  self;
}

另外,MTLJSONApadter还提供了几个类方法来创建一个MTLJSONApadter对象,如下:

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+ (id)modelOfClass:(Class)modelClass fromJSONDictionary:(NSDictionary *)JSONDictionary error:(NSError **)error;
+ (NSArray *)modelsOfClass:(Class)modelClass fromJSONArray:(NSArray *)JSONArray error:(NSError **)error;
+ (NSDictionary *)JSONDictionaryFromModel:(MTLModel*)model;

具体实现可参考源码。

从对象中获取JSON数据

从MTLModel对象中获取JSON数据是上述初始化过程中的一个逆过程。该过程由-JSONDictionary方法来实现,具体如下:

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- (NSDictionary *)JSONDictionary {
     NSDictionary *dictionaryValue = self.model.dictionaryValue;
     NSMutableDictionary *JSONDictionary = [[NSMutableDictionary alloc] initWithCapacity:dictionaryValue.count];
     [dictionaryValue enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(NSString *propertyKey, id value, BOOL *stop) {
         NSString *JSONKeyPath = [self JSONKeyPathForPropertyKey:propertyKey];
         if  (JSONKeyPath == nil)  return ;
         // 1. 获取属性的值
         NSValueTransformer *transformer = [self JSONTransformerForKey:propertyKey];
         if  ([transformer.class allowsReverseTransformation]) {
             if  ([value isEqual:NSNull. null ]) value = nil;
             value = [transformer reverseTransformedValue:value] ?: NSNull. null ;
         }
         NSArray *keyPathComponents = [JSONKeyPath componentsSeparatedByString:@ "." ];
         // 2. 对于嵌套属性值的设置,会先从keypath中获取每一层属性,
         //    如果当前层级的obj中没有该属性,则为其设置一个空字典;然后再进入下一层级,依此类推
         //    最后设置如下形式的字典: @{@"nested": @{@"name": @"foo"}}
         id obj = JSONDictionary;
         for  (NSString *component  in  keyPathComponents) {
             if  ([obj valueForKey:component] == nil) {
                 [obj setValue:[NSMutableDictionary dictionary] forKey:component];
             }
             obj = [obj valueForKey:component];
         }
         [JSONDictionary setValue:value forKeyPath:JSONKeyPath];
     }];
     return  JSONDictionary;
}

从上可以看出,该方法实际上最终获得的是一个字典。而获得字典后,再将其序列化为JSON串就容易了。

MTLJSONApadter也提供了一个简便的方法,来从一个model中获取一个JSON字典,其定义如下:

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+ (NSDictionary *)JSONDictionaryFromModel:(MTLModel
*)model;

MTLManagedObjectAdapter

为了适应Core Data,Mantle专门定义了MTLManagedObjectAdapter类。该类用作MTLModel对象与NSManagedObject对象之前的转换。具体的我们在此不详细描述。

技术点总结

Mantle的功能主要是进行对象间数据的转换:即如何在一个MTLModel和一个JSON字典中进行数据的转换。因此,所使用的技术大都是Cocoa Foundation提供的功能。除了对于Core Data的处理之外,主要用到的技术的有如下几条:

KVC的应用:这主要体现在对MTLModel子类的属性赋值中,通过KVC机制来验证值的有效性并为属性赋值。

NSValueTransform:这主要用于对JSON值转换为属性值的处理,我们可以自定义转换器来满足我们自己的转换需求。

NSInvocation:这主要用于统一处理针对特定key值的一些方法的调用。比如-mergeFromModel:这一类方法。

Run time函数的使用:这主要用于对从一个字符串中获取到方法对应的字符串,然后通过sel_registerName函数来注册一个selector。

当然在Mantle中还会涉及到其它的一些技术点,在此不多做叙述。

参考

Mantle工程


本文转载自:http://www.cocoachina.com/ios/20150127/11034.html

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敖丙
43分钟前
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飞扬青云
50分钟前
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Lxxxxx256
50分钟前
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