iOS系統的底層通知框架庫

觀察者模式

觀察者模式是一種用於解耦一系列須要相互協做的類之間進行通訊的對象行爲模式。它定義了對象之間的一種一對多的依賴關係。當一個對象的狀態發生改變時，全部依賴於它的對象都將獲得通知。觀察者模式的實現通常分爲兩個步驟：消費者註冊通知消息監聽器、生產者發送通知消息。

iOS系統提供了多種對觀察者模式的實現：在Cocoa Touch層經過NSNotification類和NSNotificationCenter類來實現通知消息的註冊處理和發送，而在CoreFoundation層則提供了CFNotificationXXX系列的C函數來實現通知消息的註冊處理和發送，而在操做系統層面則經過libsystem_notify.dylib庫提供了一套基於C語言的更加底層的通知消息註冊和發送機制。

本文將重點介紹libsystem_notify.dylib(之後簡稱爲系統通知庫)庫中所提供用於實現通知消息註冊和通知消息發送的各類接口函數。系統通知庫中的通知消息註冊和發送是能夠用來實現跨進程通訊的一種底層的通知機制。

系統通知庫的API

系統通知庫中的全部函數都在notify.h文件中被聲明，所以當你要使用系統通知庫提供的函數時，須要在代碼中#include <notify.h>。正如其它全部基於通知消息的實現同樣，每一種通知消息都經過一個字符串來進行標識，系統通知庫中的通知消息也是如此。除此以外每一個進程註冊監聽了一個通知消息時還會生成一個進程內有效的通知消息標識token。能夠將token理解爲進程在運行時對某個監聽的通知消息的惟一表徵。系統通知庫在處理通知消息時分別提供了: 基於block的處理器、基於mach port的消息端口、基於信號的處理、基於文件操做的處理器一共四種處理方式。

1、通知消息的註冊

系統通知庫爲支持上述四種消息處理機制，分別提供四個函數來實現各類處理類型的通知消息的註冊：

//基於block處理的通知註冊
uint32_t notify_register_dispatch(const char *name, int *out_token, dispatch_queue_t queue, notify_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消息的通知註冊
uint32_t notify_register_mach_port(const char *name, mach_port_t *notify_port, int flags, int *out_token);

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

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上述的四個函數能夠看出，每一個函數的第一個參數都是通知消息的名稱，也就是咱們想要監聽的通知消息名稱，而且每一個函數都有一個out_token輸出，用來標識進程在運行時註冊的這個通知消息。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中調用指定的block函數；對於signal而言，每次監聽的通知被觸發時老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老是會往指定的mach port端口發送一條空的mach msg消息；對於文件描述符而言，每次監聽的通知被觸發時老是會往指定的文件中寫入特定的內容。

系統通知庫不只支持iOS系統還支持macOS系統，並且是跨進程的通知消息。可是通常狀況下iOS系統只會用notify_register_dispatch函數來監聽通知並經過block的方式進行處理，而macOS系統則全部的處理方式均可用。

2、通知消息的發送

當某個通知消息產生時，須要將通知消息發送給全部的監聽者。通知消息的發送是經過函數notify_post來實現的：

uint32_t notify_post(const char *name);

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函數的簽名很簡單，入參就是通知消息名稱。系統通知函數中的通知不會附帶任何的附加參數。

3、通知消息監聽者的暫停、恢復、取消

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

//通知的暫停，設置後此token將暫時不會接受消息的通知。
uint32_t notify_suspend(int token)
//通知的恢復，設置後此token將恢復接受消息的通知。
uint32_t notify_resume(int token)
//通知的取消，設置後此token將再也不接受消息的通知。
uint32_t notify_cancel(int token);

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4、通知消息發送檢測

有的時候咱們並不想註冊某個通知消息處理器來對通知進行處理，而只是想檢測某個通知消息是否已經被髮送過，爲此係統提供兩個函數來實現這功能：

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

//檢測這個token所對應的通知消息是否被髮送過。若是通知消息被髮送過則check返回1，不然返回0。
 uint32_t notify_check(int token, int *check);

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5、通知消息的狀態

對於通知消息的監聽者來講，咱們能夠對返回的token綁定一個64位的狀態數據。咱們能夠獲取以及設置它。這個狀態數據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)
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6、系統預置的通知消息

操做系統底層支持了一些預置的通知消息，這些通知消息在頭文件notify_keys.h中被聲明。這些預置的消息有針對目錄服務的、有針對磁盤空間和卷掛起的、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。每種具體的通知消息能夠看文件中的說明，好比下面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 <notify.h>
#include <notify_keys.h>

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) {
        //...
    });
    
}

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除了notify_keys.h文件中公開的通知消息外，還有一些未被公開的通知消息，咱們能夠經過這些未被公開的消息來獲取更多關於系統狀態的改變，下面的列表將列出全部的系統底層的通知消息，具體每一個通知是什麼意義就讀者自行猜想和驗證吧。

"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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