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iOS系統的底層通知框架庫

作者:歐陽大哥2013 

鏈接:https://www.jianshu.com/p/7f54bede8015

觀察者樣式

觀察者樣式是一種用於解耦一系列需要相互協作的類之間進行通信的物件行為樣式。它定義了物件之間的一種一對多的依賴關係。當一個物件的狀態發生改變時,所有依賴於它的物件都將得到通知。觀察者樣式的實現一般分為兩個步驟:消費者註冊通知訊息監聽器、生產者發送通知訊息。

 

iOS系統提供了多種對觀察者樣式的實現:在Cocoa Touch層通過NSNotification類和NSNotificationCenter類來實現通知訊息的註冊處理和發送,而在CoreFoundation層則提供了CFNotificationXXX系列的C函式來實現通知訊息的註冊處理和發送,而在操作系統層面則通過libsystem_notify.dylib庫提供了一套基於C語言的更加底層的通知訊息註冊和發送機制。

 

本文將重點介紹libsystem_notify.dylib(以後簡稱為系統通知庫)庫中所提供用於實現通知訊息註冊和通知訊息發送的各種接口函式。系統通知庫中的通知訊息註冊和發送是可以用來實現跨行程通信的一種底層的通知機制。

系統通知庫的API

系統通知庫中的所有函式都在notify.h檔案中被宣告,因此當你要使用系統通知庫提供的函式時,需要在代碼中#include 。正如其它所有基於通知訊息的實現一樣,每一種通知訊息都通過一個字串來進行標識,系統通知庫中的通知訊息也是如此。除此之外每個行程註冊監聽了一個通知訊息時還會生成一個行程內有效的通知訊息標識token。可以將token理解為行程在運行時對某個監聽的通知訊息的唯一表徵。系統通知庫在處理通知訊息時分別提供了: 基於block的處理器、基於mach port的訊息端口、基於信號的處理、基於檔案操作的處理器一共四種處理方式。

 

一、通知訊息的註冊

 

系統通知庫為支持上述四種訊息處理機制,分別提供四個函式來實現各種處理型別的通知訊息的註冊:

 

 

//基於block處理的通知註冊
uint32_t notify_register_dispatch(const char *name, int *out_token, dispatch_queue_t queuenotify_handler_t handler)

//基於信號處理的通知註冊
uint32_t notify_register_signal(const char *name, int sig, int *out_token);

//基於mach port訊息的通知註冊
uint32_t notify_register_mach_port(const char *name, mach_port_t *notify_port, int flags, int *out_token);

//基於檔案描述符的通知註冊。
uint32_t notify_register_file_descriptor(const char *name, int *notify_fd, int flags, int *out_token);

 

上述的四個函式可以看出,每個函式的第一個引數都是通知訊息的名稱,也就是我們想要監聽的通知訊息名稱,並且每個函式都有一個out_token輸出,用來標識行程在運行時註冊的這個通知訊息。對於block處理器而言,每次監聽的通知被觸發時總會在某個指定的queue中呼叫指定的block函式;對於signal而言,每次監聽的通知被觸發時總是會向系統發出指定的信號;對於mach port而言,每次監聽的通知被觸發時總是會往指定的mach port端口發送一條空的mach msg訊息;對於檔案描述符而言,每次監聽的通知被觸發時總是會往指定的檔案中寫入特定的內容。

系統通知庫不僅支持iOS系統還支持macOS系統,而且是跨行程的通知訊息。但是一般情況下iOS系統只會用notify_register_dispatch函式來監聽通知並通過block的方式進行處理,而macOS系統則所有的處理方式都可用。

二、通知訊息的發送

 

當某個通知訊息產生時,需要將通知訊息發送給所有的監聽者。通知訊息的發送是通過函式notify_post來實現的:

 

 uint32_t notify_post(const char *name);

函式的簽名很簡單,入參就是通知訊息名稱。系統通知函式中的通知不會附帶任何的附加引數。

 

三、通知訊息監聽者的暫停、恢復、取消

 

當註冊某個通知訊息時,系統會傳回一個token值來標識這個通知信息。同時系統還分別提供了對通知訊息監聽的暫停、恢復、和取消處理:


//通知的暫停,設置後此token將暫時不會接受訊息的通知。
uint32_t notify_suspend(int token)
//通知的恢復,設置後此token將恢復接受訊息的通知。
uint32_t notify_resume(int token)
//通知的取消,設置後此token將不再接受訊息的通知。
uint32_t notify_cancel(int token);

四、通知訊息發送檢測

 

有的時候我們並不想註冊某個通知訊息處理器來對通知進行處理,而只是想檢測某個通知訊息是否已經被髮送過,為此系統提供兩個函式來實現這功能:


//註冊一個通知訊息檢測的token。
 uint32_t notify_register_check(const char *name, int *out_token);

//檢測這個token所對應的通知訊息是否被髮送過。如果通知訊息被髮送過則check傳回1,否則傳回0。
 uint32_t notify_check(int token, int *check);

五、通知訊息的狀態

 

對於通知訊息的監聽者來說,我們可以對傳回的token系結一個64位的狀態資料。我們可以獲取以及設置它。這個狀態資料主要用來實現對通知監聽者的擴展處理。

 

uint32_t notify_set_state(int token, uint64_t state64)
 uint32_t notify_get_state(int token, uint64_t *state64)

六、系統預置的通知訊息

 

操作系統底層支持了一些預置的通知訊息,這些通知訊息在頭檔案notify_keys.h中被宣告。這些預置的訊息有針對目錄服務的、有針對磁盤空間和捲掛起的、有針對網絡配置改變的、有針對寫日誌通知的、有針對系統時區和時間改變的。每種具體的通知訊息可以看檔案中的說明,比如下麵的例子實現對了對磁盤空間不足,網絡狀態改變以及對調整了系統的時間進行的監聽處理:

 

#include 
#include 

void foo()
{
   int  token1, token2, token3;
    //註冊監聽網絡狀態改變的通知。
   notify_register_dispatch(kNotifySCNetworkChange, & token1, dispatch_get_main_queue(), ^(int token) {
        //...
    });


    //註冊監聽系統磁盤空間不足的通知
    notify_register_dispatch(kNotifyVFSLowDiskSpaceRootFS, &token2;, dispatch_get_main_queue(), ^(int token) {
        //....
    });


   //註冊監聽系統時間被改變的通知。
    notify_register_dispatch(kNotifyClockSet, &token3;, dispatch_get_main_queue(), ^(int token) {
        //...
    });

}

除了notify_keys.h檔案中公開的通知訊息外,還有一些未被公開的通知訊息,我們可以通過這些未被公開的訊息來獲取更多關於系統狀態的改變,下麵的串列將列出所有的系統底層的通知訊息,具體每個通知是什麼意義就讀者自行猜測和驗證吧。

 

"com.apple.asl.remote"
"com.apple.system.timezone"
"com.apple.MCX._managementStatusChangedForDomains"
"com.apple.CFPreferences._domainsChangedExternally"
"com.apple.system.clock_set"
"com.apple.system.timezone"
"AppleNumberPreferencesChangedNotification"
"AppleTimePreferencesChangedNotification"
"AppleDatePreferencesChangedNotification"
"AppleLanguagePreferencesChangedNotification"
"AppleTextBehaviorPreferencesChangedNotification"
"com.apple.librarian.account-token-changed"
"com.apple.system.batterysavermode"
"com.apple.accessibility.cache.forcetouch.sensitivity.changed"
"com.apple.networkd.started"
"com.apple.neconfigurationchanged"
"com.apple.networkd.settings"
"com.apple.system.config.network_change"
"com.apple.CoreAnimation.CAWindowServer.DisplayChanged"
"com.apple.networkd.proxy_count"
"com.apple.iohideventsystem.available"
"com.apple.backboardd.rawOrientation"
"com.apple.springboard.hasBlankedScreen"
"UIBacklightLevelChangedNotification"
"com.apple.accessibility.wob.status"
"com.apple.backboardd.videosettingschanged"
"com.apple.mobile.keybagd.user_changed"
"com.apple.LaunchServices.database"
"com.apple.accessibility.cache.enhance.text.legibility"
"com.apple.frontboard.systemappservices.serverNotifyToken"
"com.apple.frontboard.workspace.serverNotifyToken"
"com.apple.accessibility.cache.captioning"
"com.apple.accessibility.cache.vot"
"com.apple.accessibility.cache.ax"
"com.apple.accessibility.cache.app.ax"
"com.apple.accessibility.status"
"com.apple.language.changed"
"com.apple.springboard.showingAlertItem"
"com.apple.mobile.keybagd.lock_status"
"NameLayerTree"
"ApplePreferredContentSizeCategoryChangedNotification"
"kKeepAppsUpToDateEnabledChangedNotification"
"com.apple.accessibility.cache.reduce.motion"
"UIKeyboardSpringBoardKeyboardShow"
"UIKeyboardSpringBoardKeyboardHide"
"com.apple.locationd.registration"
"kCTDaemonReadyNotification"
"com.apple.system.config.network_change"
"com.apple.system.timezone./var/db/timezone/zoneinfo/UTC"
"com.apple.system.info:/etc/hosts"
"com.apple.MSVLoggingConfigurationDidChange"
"com.apple.managedconfiguration.defaultsdidchange"
"com.apple.AppSupport.loggingDefaultsChanged"
"com.apple.mobileipod.MPMusicPlayerController.launched"
"com.apple.networkd.nat64.ifstate"
"com.apple.ManagedConfiguration.profileListChanged"
"com.apple.backboardd.unambiguousOrientation"
"com.apple.accessibility.cache.button.shapes.enabled"
"com.apple.accessibility.cache.use.single.system.color.enabled"
"com.apple.accessibility.cache.darken.system.colors.enabled"
"com.apple.coreui.statistics"
"com.apple.UIKit.UIScreenEdgeGestureMode"
"com.apple.managedconfiguration.restrictionchanged"
"com.apple.managedconfiguration.passcodechanged"
"PINPolicyChangedNotification"
"com.apple.managedconfiguration.settingschanged"
"com.apple.managedconfiguration.effectivesettingschanged"
"com.apple.managedconfiguration.appwhitelistdidchange"
"com.apple.managedconfiguration.defaultsdidchange"
"com.apple.managedconfiguration.keyboardsettingschanged"
"com.apple.managedconfiguration.clientrestrictionschanged"
"com.apple.managedconfiguration.webFilterUIActiveDidChange"
"com.apple.ManagedConfiguration.managedAppsChanged"
"MCManagedBooksChanged"
"com.apple.managedconfiguration.allowpasscodemodificationchanged"
"com.apple.mediaserverd.up"
"com.apple.hangtracer.prefchangednotification"
"com.apple.accessibility.cache.enhance.background.contrast"
"com.apple.system.thermalpressurelevel"
"com.apple.backboardd.backlight.changed"
"com.apple.accessibility.QuickSpeakEnabled"
"com.apple.accessibility.cache.quick.speak"
"com.apple.powerlog.state_changed"
"com.apple.powerlog.clientPermissionState"


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