iOS 开发中，怎样用好 Notifications？

   <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/3017ffdce2f224e6a6e83a1bd9ad16cb.png"></p>    <h2>前言</h2>    <p>在 iOS 开发中，有这样一个场景：某件重要的事情必须立刻让用户知道，甚至不惜以打断用户当前操作为代价来强调这份重要性。这就是通知（Notifiations）。目前常用的框架为 UserNotifications，它主要用来在锁屏和应用界面通过弹窗来显示通知。另一个框架是 Notification Center ，以它实现的跨 object 通知以及原生的 KVO(Key-Value-Observing) 是 iOS 中观察者模式的主要实现手段。</p>    <p>本文内容：</p>    <ul>     <li><strong>UserNotifications 介绍</strong></li>     <li><strong>本地通知（Local Notifications）</strong></li>     <li><strong>远程通知（Remote Notifications）</strong></li>     <li><strong>观察者模式（Observer Pattern）</strong></li>    </ul>    <h2>UserNotifications 介绍</h2>    <p>UserNotifications 是 iOS 10 刚刚引入的全新框架。与以往版本的本地通知和远程通知分别处理不同，这次苹果把两者的 API 统一。从此以后， 无论处理本地通知还是远程通知，都是用 UserNotifications 框架 。</p>    <p>UserNotifications 的流程也十分简单，主要分以下 4 步：</p>    <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/110405df2c28ca5502e9a8d9af01c127.png"></p>    <p>UserNotifications 流程</p>    <ul>     <li><strong>注册</strong></li>    </ul>    <p>通过调用 requestAuthorization 这个方法，通知中心会向用户发送通知许可请求。在弹出的 Alert 中点击同意，即可完成注册。</p>    <ul>     <li><strong>创建</strong></li>    </ul>    <p>如果是本地推送，则在 AppDelegate 中设置推送参数；如果是远程推送，则无需设置参数，推送的内容和触发时间都在远程服务器端配置。</p>    <ul>     <li><strong>推送</strong></li>    </ul>    <p>这一步就是系统或者远程服务器推送通知。伴随着一声清脆的响声（或自定义的声音），通知对应的UI显示到手机界面的过程。</p>    <ul>     <li><strong>响应</strong></li>    </ul>    <p>当用户看到通知后，点击进去会有相应的响应选项。如下图：</p>    <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/123c423080d73c8c17390672c99f21c0.png"></p>    <p>例如 Instagram 这个 App ，用户看到它的通知后有3个选项：一是 Like , 点击之后就是给你朋友的照片点赞；另一个是 Quick Reply，点击之后可以评论照片；最后是 View Post，点击之后是进入 Instagram 主 App 进行照片浏览。用户不同的选择决定了之后的操作，笔者称这个过程是对 Notification 的 <strong>响应</strong> 。</p>    <h2>本地通知</h2>    <p>因为通知是针对整个 App 级别的功能，所以一般在 AppDelegate 中完成注册和创建的过程。代码如下：</p>    <pre>  <code class="language-objectivec">/// 注册  UNUserNotificationCenter.current().requestAuthorization(options: [.alert, .sound, .badge]) { accepted, error in    if !accepted {      print("Notification access denied.")    }  }     /// 创建  funcscheduleNotification(atdate: Date) {    /// 触发机制    letcalendar = Calendar(identifier: .gregorian)    letcomponents = calendar.dateComponents(in: .current, from: date)    letnewComponents = DateComponents(calendar: calendar, timeZone: .current, month: components.month, day: components.day, hour: components.hour, minute: components.minute)    lettrigger = UNCalendarNotificationTrigger(dateMatching: newComponents, repeats: false)       /// 通知内容    letcontent = UNMutableNotificationContent()    content.title = "Tutorial Reminder"    content.body = "Just a reminder to read your tutorial over at Soapyigu's Swift30Projects!"    content.sound = UNNotificationSound.default()       /// 传入参数    letrequest = UNNotificationRequest(identifier: "textNotification", content: content, trigger: trigger)       /// 将创建好的通知传入通知中心    UNUserNotificationCenter.current().removeAllPendingNotificationRequests()    UNUserNotificationCenter.current().add(request) { errorin      if leterror = error {        print("Uh oh! We had an error: \(error)")      }    }  }  </code></pre>    <p>在创建过程中，有以下几点值得注意：</p>    <ul>     <li>触发机制。如果是时间触发，就用 UNCalendarNotificationTrigger；如果是地点触发，就用 UNLocationNotificationTrigger。</li>     <li>通知内容。除了标题（title）、内容（body）、声音（sound）外，还可以添加副标题（subTitle）甚至是图片。添加图片的示例代码如下：</li>    </ul>    <pre>  <code class="language-objectivec">/// 将图片添加到通知中  if letpath = Bundle.main.path(forResource: "Swift", ofType: "png") {       /// 通过本地图片 Swift.png 的路径创建 URL    leturl = URL(fileURLWithPath: path)       do {      letattachment = try UNNotificationAttachment(identifier: "Swift", url: url, options: nil)         /// 设置内容的附件，将图片传入      /// 你可以传多个图片进入，但只会显示第一个图片      /// 当然你也可以根据不同情况显示不同图片      content.attachments = [attachment]    } catch {      print("The attachment was not loaded.")    }  }  </code></pre>    <ul>     <li>Identifier。一个 App 可能有多种本地通知，它们之间是通过 Identifier 进行区分的。</li>     <li>将创建好的通知传入通知中心。多个 Notifications 之间有先后顺序，它们排成队列在通知中心中。这里我们为了方便演示，删除了以前所有的通知。</li>    </ul>    <p>完成了注册和创建，我们只要在合适的时间让系统推送通知即可。代码中表现为在某个时间点调用 scheduleNotification(date) 。之后我们就可以看到相应的通知弹出：</p>    <p>一般情况下用户会点击通知直接进入 App 查看。假如要实现在通知出现时快速操作，比如过10分钟再提醒我这样的选项，我们又该怎么做呢？这时候我们引入 UNNotificationAction 和 UNNotificationCategory 。</p>    <ul>     <li>UNNotificationAction: 响应通知的单个具体操作。例如直接给相关推送信息点赞。</li>     <li>UNNotificationCategory: 响应操作对应的类别。相当于是多个 UNNotificationAction 构成的群组，表明一类响应操作。</li>    </ul>    <p>下面一段代码就是创立了一个 “Remind me later” 的 UNNotificationAction 响应操作，并将其加入到 “normal” 的</p>    <p>UNNotificationCategory 类别之中。</p>    <pre>  <code class="language-objectivec">letaction = UNNotificationAction(identifier: "remindLater", title: "Remind me later", options: [])  letcategory = UNNotificationCategory(identifier: "normal", actions: [action], intentIdentifiers: [], options: [])      UNUserNotificationCenter.current().setNotificationCategories([category])  </code></pre>    <p>有了上面代码，当用户点击通知，我们就能看到相应的快捷操作。那么用户点击 “Remind me later” ，我们该如何在 App 中设置对应的操作，让系统在10分钟后再次推送响应通知呢？</p>    <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/fee4c6af97b25ae112b82adac2b2761c.png"></p>    <p>很简单，我们只要在 UNUserNotificationCenterDelegate 协议中实现 userNotificationCenter(_:didReceive:withCompletionHandler:)<br> 。当用户点击通知选项时，这个方法自动被调用。这里我们通过 identifier 来判断具体是哪一个选项被点击，再调用对应响应方法即可。</p>    <pre>  <code class="language-objectivec">extensionAppDelegate: UNUserNotificationCenterDelegate {    funcuserNotificationCenter(_ center: UNUserNotificationCenter, didReceiveresponse: UNNotificationResponse, withCompletionHandlercompletionHandler: @escaping () -> Void) {      if response.actionIdentifier == "remindLater" {        letnewDate = Date(timeInterval: 600, since: Date())        scheduleNotification(at: newDate)      }    }  }  </code></pre>    <h2>远程通知</h2>    <p>再接触远程代码的具体实现之前，我们先来看看远程通知的原理：</p>    <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/022ac67cda6eee35a53ea53a0a8df963.jpg"></p>    <p>远程通知</p>    <ol>     <li>App 向 iOS 系统申请推送权限</li>     <li>iOS 系统向 APNs(Apple Push Notification Service) 请求手机 device token，并告诉 App，能接受推送的通知。</li>     <li>App 将手机的 device token 传给后端</li>     <li>后端向 APNs 推送通知</li>     <li>APNs 将响应通知推送给响应手机</li>    </ol>    <p>从以上流程我们可以看出，APNs 在这里启动了监管者和托管者的作用，无论是请求还是推送都要经过 APNs。也就是说，所有的推送都必须按照 APNs 的游戏规则来。</p>    <p>有人到这里要问了，所有推送都指望 APNs，那流量那么大，APNs 崩了怎么办？</p>    <p>这确实是这个系统的一个弊端，就是耦合度太高，过于指望 APNs 很容易造成单点故障。所以，苹果在 iOS 10 以前，对于远程通知的内容，做了以下限制：</p>    <p>In iOS 8 and later, the maximum size allowed for a notification payload is 2 kilobytes; Apple Push Notification service refuses any notification that exceeds this limit. (Prior to iOS 8 and in OS X, the maximum payload size is 256 bytes.)</p>    <p>就是说，最多传 2 KB 通知。这样即使 1 秒钟内有 100 万个远程推送同时发生，也就 2 GB。这对于一个大公司来说毫无压力。</p>    <p>后来在 iOS 10 中，苹果引入了 Notification Content Extension 和 Notification Service Extension ，这时候就可以修改原来的 notification 内容了，比如添加多媒体文件之类。讲这两个 extension 的文章太多，笔者这里不作赘述，只提供以下原理图一张。</p>    <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/643be084a712689785d40a443e484334.jpg"></p>    <p>下面我们来看下具体怎么实现。远程推送与本地推送不同在于，在注册通知前，先要设置 App 使其允许远程通知。具体做法就是去 App Settings -> Capabilities -> Push Notifications，打开 Push Notificaitons。</p>    <p><img src="https://simg.open-open.com/show/35c1c232dd3e21b55feb5ff158abd633.png"></p>    <p>接着就是老步骤注册。 <strong>注意不同的是这次要说明是远程通知</strong> 。代码如下：</p>    <pre>  <code class="language-objectivec">UNUserNotificationCenter.current().requestAuthorization(options: [.alert, .sound, .badge]) { accepted, error in    if !accepted {      print("Notification access denied.")    }  }  /// 注册远程通知，此处与本地通知不同  application.registerForRemoteNotifications()  </code></pre>    <p>远程通知的内容由远程服务器决定，本地无需创建。服务器端需要以下几个关键数据来确认对指定的手机进行推送：</p>    <ul>     <li><strong>Device Token</strong> : APNs 用来确认究竟是哪台机器，哪个 App的参数。它可以通过以下代码获取。</li>    </ul>    <pre>  <code class="language-objectivec">funcapplication(_ application: UIApplication, didRegisterForRemoteNotificationsWithDeviceTokendeviceToken: Data) {        /// 将 device token 转化为字符串      letdeviceTokenString = deviceToken.reduce("", {$0 + String(format: "%02X", $1)})      /// 将 device token 打印到 console 里面      print("APNsdevicetoken: \(deviceTokenString)  }  </code></pre>    <p>开发 App 的正确做法是把 Device Token 发送到服务器端，这里为了演示方便，就直接打印出来了。Device Token 大概长下面这样：</p>    <p>5311839E985FA01B56E7AD74334C0137F7D6AF71A22745D0FB50DED665E0E882</p>    <ul>     <li><strong>Key ID</strong> : 后台服务器发送通知时， APNs 对其的认证号码。它需要你去开发者中心注册 APNs Auth Key。它会产生一个 .p8 文件，Key ID 就在其中。</li>    </ul>    <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/4b6a65cc09a6381841837a185a66c5fd.png"></p>    <p>APNs Auth Key</p>    <ul>     <li><strong>Team ID</strong> : 你 Apple ID 对应的号码。可以在 App Settings -> Bundle Identifier 里找到。</li>    </ul>    <p>这样服务器就可以向你的手机发送通知了。加入响应操作，同样是借助 UNNotificationAction 和 UNNotificationCategory ，并调用 userNotificationCenter(_:didReceive:withCompletionHandler:) ，与本地推送的响应处理是一模一样的。</p>    <h2>观察者模式</h2>    <p>观察者模式是设计模式中的一种，就是说一个对象当自身某些状态发生变化的时候，自身发生相应操作或通知给另一个对象。对象之间无需有直接或间接的关系。这种设计模式的最大的好处是在于解耦。因为两个对象可以分别单独设计，只需在特定情况下通知对方即可。</p>    <p>下面请看一道面试题：请自行设计 Swift 的 Notification API，使其能够实现 iOS 中的观察者模式。</p>    <p>拿到这道题目，我们首先要分析 Notification API 对于观察者模型的使用场景，无非就是两种：跨 object 通知，以及 KVO（Key-Value-Observing）。</p>    <p>跨 object 通知以及 NotificationCenter 设计</p>    <p>首先我们来看跨 object 通知。一个最简单的应用场景，当一个 ViewController 初始化时，它要通知 Network 部分去下载相应的图片以填充对应的 UIImageView。所以流程如下：</p>    <ol>     <li>Network 注册观察 ViewController 初始化行为</li>     <li>ViewController 发生初始化行为，并发出相应通知</li>     <li>Network 得到通知，观察到 ViewController 行为的发生</li>     <li>Network 根据通知，调用 downloadImage 方法</li>    </ol>    <p>根据以上流程，我们发现这种逻辑是 objects 之间的信号传递和接收过程。比较好的设计方法是单独设计一个 Notification 类别， <strong>它相当于是一个通知调度中心</strong> ，处理任意 objects 之间的通知，而不影响 objects 本身的其他操作。所以我们设计出了 NotificationCenter 这个类别，它有这两个操作：</p>    <pre>  <code class="language-objectivec">class NotificationCenter {       /* 注册观察     * observer：说明谁是观察者，此例中是 Network     * selector：通知发生后观察者调用方法，此例中为 func downloadImage(url)     * notificationName：通知名称，用来识别具体通知     * object：信息发送者，如果为 nil 则表示任何发送者信息都接受，此例中为 ViewController     */    funcadd(observer: Any, selector: Selector, notificationName: String, object: Any?)       /* 发送通知     * notificationName：通知名称，用来识别具体通知，与上面的注册观察对应     * object：信息发送者，此例中为 ViewController     * userInfo：提供给观察者的信息，此例中为需要下载图片的 URL，以及对应的ImageView     */    funcpost(notificationName: String, object: Any? , userInfo:[AnyHashable : Any]? = nil)  }  </code></pre>    <p>由于是跨 object 之间的通知，所以可知此类通知具有一般性，故而 NotificationCenter 设计为单例比较好：</p>    <pre>  <code class="language-objectivec">class var default: NotificationCenter { get }  </code></pre>    <p>最后还要注意一个问题，就是当观察者被回收的时候，我们一定要撤销观察，否则会发生通知发向一个 nil 类的情况，导致 App 崩溃。于是我们这样设计：</p>    <pre>  <code class="language-objectivec">funcremove(observer: Any)  </code></pre>    <p>然后将它添加在类 deinit 中：</p>    <pre>  <code class="language-objectivec">deinit {    remove(observer: self)  }  </code></pre>    <p>貌似我们已经设计好了针对跨 object 的最简单 API。对照一下 Apple 官方的 NotificationCenter API ，发现确实也是这个思路。不过他们设计的更全面可靠，这里大家可以自行比较。</p>    <p>KVO</p>    <p>我们来看第二个情况，就是 KVO — 键值观察。</p>    <p>顾名思义，键值观察就是说当某个属性发生变化，其对应的值也发生变化。它一般用于单个 object 内部的情况。举个具体的例子，ViewController 一开始 UIImageView 没有图片的时候，我们用 activityIndicator 显示加载状态，当 Network 下载好图片并给 UIImageView 赋值之后，我们停止 activityIndicator 的加载状态。也就是说我们观察 image 这个属性，当它由 nil 变成非 nil 时，程序作出关闭 activityIndicator 动画的相应操作</p>    <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/269d04ddc770815d126a6fe13da3547d.gif"></p>    <p>所以基本流程如下：</p>    <ol>     <li>ViewController 给 UIImageView 添加 activityIndicator，启动动画效果</li>     <li>ViewController 观察 UIImageView 的 image 属性</li>     <li>ViewController 通过上面提到的跨 object 通知，从 Network 里下载 image，并给 UIImageView 赋值</li>     <li>ViewController 观察到 UIImageView 的 image 属性已经被赋值，所以启动相应方法，关闭 activityIndicator 的动画</li>    </ol>    <p>这里我们可以看出来，这是针对单个 object 的某个属性变化而设计出来的通知框架。所以我们不妨用 extension 的形式对 NSObject 添加通知方法。</p>    <pre>  <code class="language-objectivec">extension NSObject {    /* 注册观察     * observer：说明谁是观察者，此例中是 UIImageView     * property: 指出被观察的属性，此例中是 UIImageView 中的 image     * options：通知中应该传递的信息，比如 UIImageView 中新的 image 信息     */    funcaddObserver(observer: NSObject, property: String, options: ObservingOptions)        /* 响应观察     * property: 指出被观察的属性，此例中是 UIImageView 中的 image     * object: 观察属性对应的 object，此例中是 UIImageView     * change: 表明属性的相应变化，如果表示任何变化都可以接受，可以传入 nil     */    funcobserveValue(forPropertyproperty: String,                                   ofObjectobject: Any,                                   change: [NSKeyValueChangeKey : Any]?)   }  </code></pre>    <p>同是不要忘记 deinit 的时候 removeObserver，防止 App 崩溃。对比 Apple 官方的 addObserver API 和 observeValue API ，我们发现苹果还引入了一个参数 context 来更加灵活的处理通知观察机制。你可以定义不同的 context 并根据这些 context 来对属性变化做出处理。比如下面这样：</p>    <pre>  <code class="language-objectivec">letmyContext = UnsafePointer()     observee.addObserver(observer, forKeyPath: …, options: nil, context: myContext)     overridefuncobserveValueForKeyPath(keyPath: String!, ofObjectobject: AnyObject!, change: [NSObject : AnyObject]!, context: UnsafePointer) {      if context == myContext {          …      } else {          super.observeValueForKeyPath(keyPath, ofObject: object, change: change, context: context)      }  }  </code></pre>    <h2>总结</h2>    <p>iOS 10中苹果的本地推送和远程推送 API 达到了高度统一，都使用 UserNotifications 这个框架来实现，学习曲线大幅下降。功能也得到了大幅度扩展，多媒体文件添加、扩展包、分类别响应、3D Touch 都使得推送功能更加灵活。</p>    <p>至于苹果自己设计的 KVO 和 NotificationCenter 机制，笔者认为有很大的局限性。因为对应的通知和相应代码段之间有一定距离，代码量很大的时候非常容易找不到对应的相应。同时这种观察者模式又难以测试，代码维护和质量很难得到保证。正是因为这些原因，响应式编程才日渐兴起，大家不妨去看看 RxSwift 和 ReactCocoa，其对应的 MVVM 架构也在系统解耦上要优于原生的 MVC。</p>    <h2>参考</h2>    <p><a href="/misc/goto?guid=4959747184180693696" rel="nofollow,noindex">Introduction to User Notifications Framework in iOS 10</a></p>    <p><a href="/misc/goto?guid=4959747184267307054" rel="nofollow,noindex">Push Notifications Tutorial: Getting Started</a></p>    <p><a href="/misc/goto?guid=4959747184350330744" rel="nofollow,noindex">Send Push Notifications to iOS Devices using Xcode 8 and Swift 3</a></p>    <p> </p>    <p> </p>    <p>来自：http://ios.jobbole.com/93122/</p>    <p> </p>