Flux架构思想在度咔App中的实践

见贤思齐

导读：为了应对视频编辑类工具应用复杂的交互，度咔iOS借鉴了Flux架构模式的设计思想，参考有向无环图的拓扑概念，将事件进行集中化管理，从开发体验上实现了舒适清爽、容易驾驭的“单向流”模式；在这种调度模式下，事件的变化和追踪变得清晰可预测，并且显著的增加了业务的可扩展性。全文6882字，预计阅读时间18分钟。一、架构背景视频编辑工具类应用往往交互复杂，大部分操作是在同一个主界面上进行，而这个界面同时存在较多的视图区域（预览区、轴区、undo redo、操作面板等等），每个区域既要接收用户手势，又要跟随用户操作联动更新状态。同时除支持主场景编辑功能外,还要同时支持其他特色功能，比如度咔的通用编辑、快速剪辑、主题模板等，都需要使用预览和编辑功能；于是对架构的可扩展和可复用能力自然有了很高的要求。经过调研，度咔iOS最终借鉴了Flux架构模式的设计思想，参考有向无环图的拓扑概念，将事件进行集中化管理，从开发体验上实现了舒适清爽、容易驾驭的“单向流”模式；在这种调度模式下，事件的变化和追踪变得清晰可预测，并且显著的增加了业务的可扩展性。二、播放预览复用度咔通用编辑以及很多衍生工具、功能都需要依赖于预览、素材编辑这一类基础能力。比如下列这些功能都依赖于同一套预览播放逻辑，需要将这些基础能力抽象为一个base控制器。baseVC结构为：?三、功能模块复用预览播放复用的问题解决了，如何在这套逻辑上添加各样的素材编辑功能，比如贴纸、文字、滤镜等功能，并且使这些功能与VC解耦，最终达到复用的目的？最终我们使用插拔式设计理念，把每一个子功能抽象成一个plugin，采用直接调用依赖层的方式把controller、view、timeline、streamingContext、liveWindow 这写90%场景下会用到的属性通过weak直接赋值给plugin。protocol BDTZEditPlugin: NSObjectProtocol { // 组织控制器 var editViewController: BDTZEditViewController? { get set } // 所有添加到控制器View上的控件 加到这个View上，解决层级问题 var mainView: BDTZEditLevelView? { get set } // 编辑场景的时间轴实体，由轨道组成，可以有多个视频轨道和音频轨道，由视频轨道决定长度 var timeline: Timeline? { get set } // 流媒体上下文 包含时间线、预览窗口、采集、资源包管理等相关信息集合的对象 var streamingContext: StreamingContext? { get set } // 视频预览窗口控件 var liveWindow: LiveWindow? { get set } /// 插件初始化 func pluginDidLoad() /// 插件卸载 func pluginDidUnload()}只要实现这个协议，并且通过调用baseVC的add:方法添加plugin后，那么相应的plugin就会拿到对应的属性进行调用，避免使用单例或者通过层层回调到VC去处理。 func addPlugin(_ plugin: BDTZEditPlugin) { plugin.pluginWillLoad() plugin.editViewController = self plugin.mainView = self.view plugin.liveWindow = liveWindow plugin.streamingContext = streamingContext plugin.timeline = timeline if plugin.conforms(to: BDTZEditViewControllerDelegate.self) { pluginDispatcher.add(subscriber: plugin as! BDTZEditViewControllerDelegate) } plugin.pluginDidLoad() } func removePugin(_ plugin: BDTZEditPlugin) { plugin.pluginWillUnload() plugin.editViewController = nil plugin.mainView = nil plugin.liveWindow = nil plugin.streamingContext = nil plugin.timeline = nil if plugin.conforms(to: BDTZEditViewControllerDelegate.self) { pluginDispatcher.remove(subscriber: plugin as! BDTZEditViewControllerDelegate) } plugin.pluginDidUnload() }plugin是具体功能和VC之间的一个中间层，可以接受VC的生命周期事件、预览播放事件、拿到VC中的关键对象、调用VC的内部所有public接口能力。作为插在VC上的一个独立子功能单元，具有编辑能力、素材能力、网络UI交互等能力。plugin分为service层和UI层，同时在设计之初，基于该架构的plugin不仅仅能在度咔app内使用，厂内其他app仅需要极少工作量就能立即接入plugin。所有功能能分散到插件中，按需组装和复用。同时可以对外输出的不仅仅单个plugin、还是可以是多个plugin的组合。以封面功能为例，封面编辑是一个以coverVC为组织的控制器，它包含多个plugin，比如已存在的文字plugin和贴纸plugin；coverVC除了作为独立功能应用之外，把它包装成一个封面plugin只需少量数据对接代码（上图的通用剪辑数据对接plugin）就可以集成到通用剪辑VC，像堆乐高积木一样进行拼装组合。四、事件状态管理编辑工具app因交互的复杂性非常依赖于状态更新，通常来说在iOS开发中通知对象状态变化一般采用以下几种方式：DelegateKVONotificationCenterBlock这四种方式都可以管理状态的变化，但是都存在一些问题。Delegate和Block，往往会在组件之间创建强依赖关系；KVO 和 Notifications，会创建不可见的依赖项，如果某些重要消息被移除或更改，也很难被发现，从而降低应用稳定性。即使是苹果的MVC模式，也只提倡数据层及其表示层的分离，没有提供任何工具代码、指导架构。4.1 为什么选择Flux架构模式于是我们借鉴Flux架构模式的思想。Flux 是一种非常轻量级的架构模式，Facebook 将其用于客户端 Web 应用程序，用于避开MVC，支持单向数据流（后面也是列举的前端的mvc数据流向图）。核心思想是中心化控制，它让所有的请求与改变都只能通过 action 发出，统一 由 dispatcher 来分配。好处是 View 可以保持高度简洁，它不需要关心太多的逻辑，只需要关心传入的数据。中心化还控制了所有数据，发生问题时可以方便查询定位。Dispatcher：处理事件分发，维持 Store 之间的依赖关系Store：负责存储数据和处理数据相关逻辑Action：触发 DispatcherView：视图，负责显示用户界通过上图可以看出来，Flux 的特点就是单向数据流：用户在 View 层发起一个 Action 对象给 D ispatcherDispatcher 接收到 Action 并要求 Store 做相应的更改Store 做出相对应更新，然后发出一个 changeEventView 接收到 changeEvent?事件后，更新页面基本的MVC数据流?复杂的MVC数据简单的Flux数据流复杂Flux数据流相比MVC模式，Flux多出了更多的箭头跟图标，但是有个关键性的差别是：所有的箭头都指向一个方向，在整个系统中形成一个事件传递链。4.2?应用Flux思想来实现状态管理状态分为两种：以组织控制器发出的事件产生状态变化，比如：控制器的生命周期ViewDidLoad()等等、基础编辑预览能力的回调，例如seek、progress、playState变化等等各个组件的之间事件传递产生的状态变化，下图中plugin协议抽象来描述上图中的Store作用控制器持有EventDispatch能力的对象dispatcher，并通过这个dispatcher传递事件。Dispatcherclass WeakProxy: Equatable { weak var value: AnyObject? init(value: AnyObject) { self.value = value } static func == (lhs: WeakProxy, rhs: WeakProxy) -> Bool { return lhs.value === rhs.value }}open class BDTZActionDispatcher: NSObject { fileprivate var subscribers = [WeakProxy]() public func add(subscriber: T) { guard !subscribers.contains(WeakProxy(value: subscriber as AnyObject)) else { return } subscribers.append(WeakProxy(value: subscriber as AnyObject)) } public func remove(subscriber: T) { let weak = WeakProxy(value: subscriber as AnyObject) if let index = subscribers.firstIndex(of: weak) { subscribers.remove(at: index) } } public func contains(subscriber: T) -> Bool { var res: Bool = false res = subscribers.contains(WeakProxy(value: subscriber as AnyObject)) return res } public func dispatch(_ invocation: @escaping(T) -> ()) { clearNil() subscribers.forEach { if let subscriber = $0.value as? T { invocation(subscriber) } } } private func clearNil() { subscribers = subscribers.filter({ $0.value != nil}) }}通过泛型的多重代理方式把事件分发给subscribers内部的对象(上面代码块中的 addPlugin:内部添加subscribers)，当然也可以通过注册Block的方法去实现。Dispatcher实例声明一个protocol 继承要分发的能力@objc protocol BDTZEditViewControllerDelegate: BDTZEditViewLifeCycleDelegate, StreamingContextDelegate, BDTZEditActionSubscriber {// BDTZEditViewLifeCycleDelegate 控制器声明周期// StreamingContextDelegate 预览编辑能力回调// BDTZEditActionSubscriber plugin之间的通讯协议}控制器事件分发public class BDTZEditViewController: UIViewController {// 实例化的 BDTZEditViewControllerDelegatevar pluginDispatcher = BDTZEditViewControllerDelegateImp() public override func viewDidAppear(_ animated: Bool) { super.viewDidAppear(animated) pluginDispatcher.dispatch { subscriber in subscriber.editViewControllerViewDidAppear?() } } public override func viewDidLoad() { super.viewDidLoad() /***省略部分代码**/ setupPlugins() //放最后调用 pluginDispatcher.dispatch { subscriber in subscriber.editViewControllerViewDidLoad?() } } /***...**/ /// seek进度回调 func didSeekingTimelinePosition(_ timeline: Timeline!, position: Int64) { pluginDispatcher.dispatch { subscriber in subscriber.didSeekingTimelinePosition?(timeline, position: position) } } /***...**/}plugin之间事件传递plugin之间的事件传递就要用到上面的BDTZEditActionSubscriber协议了。@objc protocol BDTZEditAction {}@objc protocol BDTZEditActionSubscriber { @objc optional func update(action: BDTZEditAction)}BDTZEditAction 是一个空协议，可以是任何类继承它来描述想要传递的任何信息。结合编辑工具的特点(虽然交互复杂但是素材类型和操作都是有限的)只需要少量的action就能描述所有状态。目前我们使用选中action、各种素材action、面板起落action、前进回退action等等这些事件来描述素材的添加、删除、移动、剪裁、保存草稿一些列的操作。我们以选中action(选中某个片段的事件)举例：当APlugin 发出了一个选中事件，BPlugin、CPlugin等等都会收到这个事件，从而做出相应的状态改变。//APluginfunc sendAction(model: Any?) {? let action = BDTZClipSeleteAction.init(event: .selected, type: .sticker, actionTarget: model) editViewController?.pluginDispatcher.dispatch({ subscriber in subscriber.update?(action: action) })}//BPluginextension BDTZTrackPlugin: BDTZEditActionSubscriber { func update(action: BDTZEditAction) { if let action = action as? BDTZClipSeleteAction { handleSelectActionDoSomething() } }}当预览区的贴纸被选中，那么轴区也会随之被选中，底部区域也要切换成三级菜单。一个action被派发以后，所有plugin都会收到它，对此action感兴趣的plugin会做出相应的状态变化。五、总结iOS也有参照flux思想设计的ReSwift框架，但是如果使用纯Flux模式来开发，缺点也非常明显：层级太多，极易产生大量的冗余代码。老代码移植工作量巨大。对我们来说采用Flux 模式设计理念比某个特定的实现框架更重要，我们根据度咔业务的特点只是取其思想使用单层级结构，用来管理ViewController与Plugin抽象之间的关系和事件传递，而没有把View也加到层级中去，plugin内部可以使用MVC、MVVM等任何架构，只需要把通讯方式统一。上面只是使用简单的例子介绍了编辑工具在Flux思想上的应用。但是在实际使用中还应该考虑:UI层级遮盖问题：插件中的某个View需要加到控制器View上，会造成控件层级遮盖问题。上面代码中的BDTZEditLevelView就是为了解决这个问题。多线程问题：在开发中我们难免大量的线程异步处理任务，我们必须规定插件通讯之间的线程，Dispatcher内部也应该有线程管理的代码。plugin依赖关系问题：Dispatcher还要维持plugin之间的依赖关系，比如一个action要APlugin先处理修改某些数据或者状态后，BPlugin再处理，可以采用加标等方式解决。action膨胀问题：相对于API直接调用的方式，监听action虽然写更少的代码，但是容易造成action无限增多的情况，所以在定义action要考虑可扩展和结构化。参考链接[1]http://reswift.github.io/ReSwift/master/getting-started-guide.html[2]https://facebook.github.io/flux/?[3]https://redux.js.org?[4]http://blog.benjamin-encz.de/post/real-world-flux-ios/?utm_source=swifting.io&utm_medium=web&utm_campaign=blog%20post推荐阅读：｜iOS 崩溃日志在线符号化实践｜百度商业托管页系统高可用建设方法和实践｜AI 在视频领域运用—弹幕穿人#文末福利#「爱奇艺会员月卡1张」看完文章来谈谈你对本篇文章的看法文末留言点赞第一名??我们将送爱奇艺会员月卡1张截止时间：10月29日18:00（获得奖励的同学请添加百度熊微信）