MJExtension原理深入解析

Fabric
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MJExtension概述

MJExtension是是一个非常易用且功能强大的第三方Model和JSON相互转化的商业化第三方库，帮助开发者节省了从JSON或者Foundation object转换成Model所需的时间，而且强大的拓展功能，满足了开发者的大部分数据模型化的需求。

用MJ自己的话来说，第三方库MJExtension就是

A fast, convenient and nonintrusive conversion between JSON and model. Your model class don't need to extend another base class. You don't need to modify any model file.

MJExtension项目源代码请查看github上的Demo

下面，Fabric就来为大家揭开MJExtension的神秘面纱。

你需要了解的知识:

这篇文章适合于iOS中级开发者，在开启阅读之前，你需要了解以下知识点:

  • Objective-C runtime运行时机制，有兴趣的请参阅runtime iOS官方文档介绍
  • objc_property_t结构体的相关知识点，尤其是Declared property type encodings的相关知识点，具体请见Declared Properties iOS官方文档介绍
  • 类的分类进行动态添加属性的原理。
  • block和delegate的基本使用方法。
  • SEL指针的基本使用方法。
  • C语言结构体中变量的存储结构，寻址方法。

However，无论你了不了解这些知识点，相信读完整篇文章都会帮助你更加深入地了解Object-C这门语言，领略它独特的魅力。

为了方便叙述，我把一些基本的Foundation的数据结构，例如NSDictionary, NSArray, NSSet等统一称之为Foundation object。

基本原理

基本原理非常简单，Fabric在这里简略介绍一下

第一步：获取NSObject中的所有属性

    unsigned int propertyCount = 0;
    ///通过运行时获取当前类的属性
    objc_property_t *propertys = class_copyPropertyList([self class], &propertyCount);
    
    //把属性放到数组中
    for (int i = 0; i < propertyCount; i ++) {
    ///取出第一个属性
    objc_property_t property = propertys[i];
    //得到属性对应的名称
    NSString *name = @(property_getName(property));
    
    NSLog(@"name:%@", name);
    }

ps:虽然没有看到runtime的完整源码，但是有些方法的内部构造我们还是可以猜测出来的，例如:

const char * _Nonnull property_getName(objc_property_t _Nonnull property) {
    return property->name;
}

这就是一个对于获取结构体对应指针值的一个很简单的包装。

第二步:在Foundation object(数组、字典等)以name 为key，寻找到对应的value值，然后将对应值填充入相应的Model当中

- (void)setValue:(id)value forObject:(id)object
{
    if (self.type.KVCDisabled || value == nil) return;
    [object setValue:value forKey:self.name];
}

ps:这里需要着重介绍一下，NSObject可以通过-[setValue:forKey:]的方式对相应的属性进行赋值，了解这点对于了解MJExtension原理很有必要。

MJExtension的优势

看了Fabric刚才的基本原理介绍，大家可能认为JSON转化为model非常简单嘛，核心代码也就几句。但是，MJExtension作为商业化SDK，它的强大优势在于它的兼容性好，拓展性强。开发者可以替换key值的名称，可以将数组里面的字典转化为对应的model，可以忽略某些转换的属性，也可以定义所有需要转换的属性，还可以针对于一些旧值，转换为新值，例如时间戳和时间的相互转换。

MJExtension详细原理

MJExtension内部结构

Fabric画了一张原理图，大致地将MJExtension的内部结构和类与类之间的相互关系描述了出来。

MJExtension内部结构思维导图

  • MJExtensionConst类: 类中定义了一些字符串常量，分别表示property的属性类型，具体的类型字符串是存放在MJProperty的属性MJPropertyType中的code属性下的。不同类型的属性由不同的encode字符串表示，读者可以自己@encode(int) @encode(float) @encode(NSString)打印出一些常用类型属性的encode值来加深理解。
  • MJPropertyType类: 用于记录MJProperty的一些相关的特性，例如要转换的对象的类型，是否是Foundation object类型对象等等，主要包括:

+ (instancetype)cachedTypeWithCode:(NSString *)code用于查找缓存的type类型。

BOOL idType BOOL numberType BOOL boolType等一堆代表要转换value对象具体类型的属性。

Class typeClass表明value对象的类型。

NSString *code，用来写入Property的encode值。

BOOL fromFoundation，用来表示要转换的 对象是否是NSDictionary``NSArray``NSSet等基本的Foundation object类型，简单来说就是如果要转换的对象是NSObject的子类且不是NSManagedObject类就返回NO。

KVCDisabled该对象是否能被监听

  • MJPropertyKey类: 负责将value写入MJProperty，主要包括: - (id)valueInObject:(id)object用于将value值写入MJProperty对象。 MJPropertyKeyType type用于表明当前的MJProperty中需要转换的value是一个字典里面的value还是在数组里面的value。 NSString *name用于表示当前的NSDictionary中value的key值或者NSArray中value的index。
  • MJFoundation类: 判断当前对象是不是Foundation object(NSDictionary, NSArray等)
  • MJProperty类: MJExtension包装属性值的基本单位，每一个objc_property_t值都有一个MJProperty来进行包装，这个类是整个MJExtension代码中最核心的一个类，对于该类的作用，Fabric会在下文为大家介绍。
  • NSObject+MJProperty类: 为开发者预留了一些可以重写的方法和block,开发者可以用这些方法可以将字典中的key替换为Model中对应的Property，可以指定NSArray中的字典对应的Model。
  • NSObject+MJClass类: 设置JSON和Model互转的黑白名单，设置归档的黑白名单。
  • NSObject+MJKeyValue类: JSON和Model互转的实现类。
  • NSString+MJExtension类: 一些字符串特殊处理的方法，包括大小写互相转换，驼峰命名法和下划线命名法字符串的相互转换等。
  • NSObject+MJCoding类: 重写了-[encodeObject:forKey:]和 -[decoderObject:forkey:]两个方法，使得对象可以直接进行归档操作。

MJExtension核心代码分析

MJExtension的设计非常巧妙，涉及的方法也非常多，有限的篇幅里面很难说的细致入微，所以Fabric决定带大家一起探索一下MJExtension实现Model转换的核心的方法: - (instancetype)mj_setKeyValues:(id)keyValues context:(NSManagedObjectContext *)context。我们按照方法里面的代码，由上之下，从内而外执行下去:

//将JSON转换为Foundation object对象(NSDictionary, NSArray等)
keyValues = [keyValues mj_JSONObject];

//设置黑名单和白名单
NSArray *allowedPropertyNames = [clazzmj_totalAllowedPropertyNames];
NSArray *ignoredPropertyNames = [clazz mj_totalIgnoredPropertyNames];

//声称了所有的MJProperty属性并进行遍历输出
 [clazz mj_enumerateProperties:^(MJProperty *property, BOOL *stop) {
 //遍历所有的MJProperty对象，设置到Model的对应的属性当中
 }

现在我们探究一下，每一个MJProperty对象是怎么生成的，结合我上面的MJExtension内部结构图，大家可能理解起来比较容易。 在NSObject+MJProperty类中，+ (NSMutableArray *)properties这个方法是专门负责生成所有的MJProperty对象的。

//首先从缓存中读取存储的MJProperty数组
NSMutableArray *cachedProperties = [self dictForKey:&MJCachedPropertiesKey][NSStringFromClass(self)];

在这里需要注意两点:

1、掌握缓存的技巧可以提高项目性能，减少代码重复执行。

2、Fabric认为这里并不需要用字典来存储MJproperty对象数组，因为每一个Model都对应一个class，所以不存在两个class公用一个cachedProperty的情况，因此直接用数组来承接MJProperty属性数组就可以了。

继续探究+ (NSMutableArray *)properties方法， 如果没有缓存，就遍历所有的非Foundation object基本类型的对象，取出objc_property_t数组，包装成MJProperty数组。

        unsigned int outCount = 0;
        objc_property_t *properties = class_copyPropertyList(c, &outCount);
        for (unsigned int i = 0; i<outCount; i++) {
                //包装properties
                MJProperty *property = [MJProperty cachedPropertyWithProperty:properties[i]];
                if ([MJFoundation isClassFromFoundation:property.srcClass]) continue;
                property.srcClass = c;
                [property setOriginKey:[self propertyKey:property.name] forClass:self];
                [property setObjectClassInArray:[self propertyObjectClassInArray:property.name] forClass:self];
                [cachedProperties addObject:property];
        }

Fabric认为

        if ([MJFoundation isClassFromFoundation:property.srcClass]) continue;
        property.srcClass = c;

这两行代码有些鸡肋，因为srcClass只有两种可能:Model类型或者nil，所以完全可以使用一个BOOL值来判断srcClass是否是Foundation object类型，而不用一个Class *srcClass属性。

在这里需要着重理解这几行代码

[property setOriginKey:[self propertyKey:property.name] forClass:self];
[property setObjectClassInArray:[self propertyObjectClassInArray:property.name]

第一个方法是把所有要替换的key值包装成数组存储到NSMutableDictionary *propertyKeysDict对象中；

第二个方法是把数组中对应的想要转换成的Model的Class类型保存到NSMutableDictionary *objectClassInArrayDict字典中。

理解了这两个方法也就理解了+ (NSDictionary *)mj_replacedKeyFromPropertyName和+ (void)mj_setupObjectClassInArray:(MJObjectClassInArray)objectClassInArray两个功能函数的实现原理了。

继续看如何包装objc_property_t property，先从缓存中读取MJProperty。

//这里需要注意property指针指向的内存地址每次都是不变的，所以可以这样动态关联
MJProperty *propertyObj = objc_getAssociatedObject(self, property);

如果没有缓存就把property包装成一个MJProperty,

- (void)setProperty:(objc_property_t)property
{
    _property = property;
    
    MJExtensionAssertParamNotNil(property);
    
    // 1.属性名
    _name = @(property_getName(property));
    
    // 2.成员类型
    NSString *attrs = @(property_getAttributes(property));
    NSUInteger dotLoc = [attrs rangeOfString:@","].location;
    NSString *code = nil;
    NSUInteger loc = 1;
    if (dotLoc == NSNotFound) { // 没有,
        code = [attrs substringFromIndex:loc];
    } else {
        code = [attrs substringWithRange:NSMakeRange(loc, dotLoc - loc)];
    }
    _type = [MJPropertyType cachedTypeWithCode:code];
}

这里代码已经很清楚了，获取property的name和attrs中的encode属性通过截取字符串来获得属性的类型。 下面来看一下MJProperty的type属性是如何设置的，

#pragma mark - 公共方法
- (void)setCode:(NSString *)code
{
    _code = code;
    
    MJExtensionAssertParamNotNil(code);
    
    if ([code isEqualToString:MJPropertyTypeId]) {
        _idType = YES;
    } else if (code.length == 0) {
        _KVCDisabled = YES;
    } else if (code.length > 3 && [code hasPrefix:@"@\""]) {
        // 去掉@"和"，截取中间的类型名称
        _code = [code substringWithRange:NSMakeRange(2, code.length - 3)];
        _typeClass = NSClassFromString(_code);
        _fromFoundation = [MJFoundation isClassFromFoundation:_typeClass];
        _numberType = [_typeClass isSubclassOfClass:[NSNumber class]];
        
    } else if ([code isEqualToString:MJPropertyTypeSEL] ||
               [code isEqualToString:MJPropertyTypeIvar] ||
               [code isEqualToString:MJPropertyTypeMethod]) {
        _KVCDisabled = YES;
    }
    
    // 是否为数字类型
    NSString *lowerCode = _code.lowercaseString;
    NSArray *numberTypes = @[MJPropertyTypeInt, MJPropertyTypeShort, MJPropertyTypeBOOL1, MJPropertyTypeBOOL2, MJPropertyTypeFloat, MJPropertyTypeDouble, MJPropertyTypeLong, MJPropertyTypeLongLong, MJPropertyTypeChar];
    if ([numberTypes containsObject:lowerCode]) {
        _numberType = YES;
        
        if ([lowerCode isEqualToString:MJPropertyTypeBOOL1]
            || [lowerCode isEqualToString:MJPropertyTypeBOOL2]) {
            _boolType = YES;
        }
    }
}

以上代码判断了property属性的具体类型，参考@encode()函数和MJExtensionConst方法，大家应该能够理解以上代码。

到这里，MJProperty的包装就基本说完了。

紧接着，取出keyValues中对应的值，

// 1.取出属性值
    id value;
    NSArray *propertyKeyses = [property propertyKeysForClass:clazz];
    for (NSArray *propertyKeys in propertyKeyses) {
        value = keyValues;
        for (MJPropertyKey *propertyKey in propertyKeys) {
            value = [propertyKey valueInObject:value];
        }
        if (value) break;
    }

处理value值，

// 值的过滤
            id newValue = [clazz mj_getNewValueFromObject:self oldValue:value property:property];
            if (newValue != value) { // 有过滤后的新值
                [property setValue:newValue forObject:self];
                return;
            }
            
            // 如果没有值，就直接返回
            if (!value || value == [NSNull null]) return;

最后是根据MJProperty的type中的typeClass，将不可扩展的集合转换成可变集合，方便后续的操作。对特定的值进行处理，如果是模型属性就继续进行递归转化，

if (!type.isFromFoundation && propertyClass) { // 模型属性
                value = [propertyClass mj_objectWithKeyValues:value context:context];
            }

如果是数组,就遍历数组，如果数组中还是数组就继续递归，如果不是调用+[mj_objectWithKeyValues:context]转化成对应的Model元素放入数组，

for (NSDictionary *keyValues in keyValuesArray) {
        if ([keyValues isKindOfClass:[NSArray class]]){
            [modelArray addObject:[self mj_objectArrayWithKeyValuesArray:keyValues context:context]];
        } else {
            id model = [self mj_objectWithKeyValues:keyValues context:context];
            if (model) [modelArray addObject:model];
        }
    }

对于其他的propertyClass类型，Fabric在这里不做赘述，大家可以自己研究，并不复杂。

最后一步，将经过处理的value值代入Model当中，

// 3.赋值
[property setValue:value forObject:self];

在模型转换完成之后，大家还可以重写- (void)mj_keyValuesDidFinishConvertingToObject这个函数进行后续操作。

说到这里，Fabric基本上把MJExtension的Foundation object（或者JSON）转换成Model的原理细致的说了一遍。因为篇幅有限，本人能力有限，很多东西没有说清楚，感兴趣的同学和朋友们可以加我的微信:justlikeitRobert进行详细探讨。

谢谢大家的耐心阅读，Fabric祝大家狗年旺旺旺！

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