ダイナミックObjective-C(110) デザインパターンをObjective-Cで - Observer (2)

前回はObserverパターンの紹介を行った。今回は、この実例をCocoaの名から探してみよう。

取り上げるのは、NSNotificationクラスである。通知と呼ばれるメカニズムを提供するものだ。

NSNotificationの構造

NSNotificationおよびそれに関連するいくつかのクラスは、イベント等の通知を行うクラスだ。Cocoaのフレームワーク内で広く使われている。

いくつかのクラスが絡んでくるので、それらを紹介しよう。前回、Observerパターンでは、ObserverとSubjectという、2つの役割が登場することを説明した。これをNSNotificationに当てはめると、SubjectはNSNotificationCenterというクラスになる。このクラスの中で、Observerクラスの参照を保持しておくのが、NSNotificationQueueというクラスだ。

これに対して、Observerとなる特定のクラスはない。さらに、通知を受け取るために、Observerとなるクラスが実装すべきメソッドというのも定義されていない。ではどうなっているかというと、NSNotificationCenterに登録をする際に、通知を受け取るオブジェクトと、呼び出すセレクタのペアを指定するのだ。これにより、どんなクラスのどんなメソッドでもObserverとして利用できる。非常にObjective-Cらしいやり方だ。(参考: ターゲット/アクションパラダイム)

もう一つ、NSNotificationというクラスが登場する。これは、通知する内容をカプセル化するためのクラスだ。このクラスには以下のメソッドがあり、通知に関する情報を取り出すことが出来る。

List 1.

- (NSString*)name;
- (id)object;
- (NSDictionary*)userInfo;

nameは、この通知の名前。objectは、主にこの通知を送ったオブジェクトになる。つまり、イベントの発信先ということだ。userInfoは、辞書であるNSDictionary型の変数で、通知の種類ごとに好きな情報を入れることが出来る。

このように、通知先の指定、通知する内容に関しては、非常に拡張性が高いと言えるだろう。

この3つのクラスと、通知を受け取るクラスの関係を図示すると、以下のようになるだろう。

NSNotificationの使い方

では、NSNotificationを使ってみよう。ここでは、カスタムの通知を行ってみる。

まず、通知の名前を決めよう。たとえば、ユーザが改行キーを押した、というイベントを通知するとしよう。これを、SpaceKeyPressedという名前にする。名前は、文字列を表すNSString型になる。

次に、通知を受け取るオブジェクトの登録を行う。Observerデザインパターンの言葉を使えば、ObserverをSubjectに登録する、ということになる。

Subjectとなるのは、NSNotificationCenterクラスだ。NSNotificationCenterは、インスタンスが1つしかない、Singletonパターンのクラスになる。この1つだけのインスタンスを取り出すメソッドは、defaultCenterというメソッドだ。

Observerとなるクラスは、なんでもいい。ここでは呼び出し元のクラスを使おう。通知を受け取るメソッドも、これまた何でもいい。ただし、1つだけ制限があって、NSNotification型の変数を1つ引数として取る必要がある。

これらを踏まえて、次のようなコードで登録を行うことが出来る。

List 2.

    // NSNotificationCenterを取得する
    NSNotifcationCenter* center;
    center = [NSNotificationCenter defaultCenter];

    // Observerとして登録する
    [center addObserver:self selector:@selector(spaceKeyPressed:) 
            name:@"SpaceKeyPressed" object:nil];

登録を行うメソッドは、addObserver:selector:name:object:というものだ。引数は4つとる。第一引数は通知を受け取るオブジェクト、第二引数は呼び出されるメソッドのセレクタとなる。第三引数は、通知の名前。そして第四引数では、通知を送るオブジェクトを指定することが出来る。もし第四引数に何らかのオブジェクトが指定してあれば、そのオブジェクトから送られた通知のみ、受け取ることが出来る。nilの場合は、すべてのオブジェクトからの通知を受け取ることになる。

最後に、通知を送る側を見てみよう。通知を送るときは、まずNSNotificationのインスタンスを作る。そして、NSNotificationCenterのメソッドを使って、通知するのだ。

List 3.

    // NSNotificationを作成する
    NSNotification* notification;
    notification = [NSNotification notificationWithName:@"SpaceKeyPressed" 
            object:self userInfo:nil];

    // NSNotificationCenterを取得する
    NSNotifcationCenter* center;
    center = [NSNotificationCenter defaultCenter];

    // 通知を行う
    [center postNotification:notification];

まず、NSNotificationのインスタンスを作っている。引数として、通知の名前、オブジェクト、ユーザ情報の3つを指定出来る。今回は、ユーザ情報は特に必要ないので、nilを指定した。

そして、これを通知する。使うのは、postNotification:というメソッドだ。引数に、先ほど作ったNSNotificationのインスタンスを渡せばいい。

これで通知が行われる。先ほど登録した、spaceKeyPressed:メソッドが呼び出されるはずだ。

セレクタを使うことで結びつきを弱める

これがCocoaのNSNotificationの仕組みだ。これを、Observerデザインパターンとして評価してみよう。

まず、1対多の通知を実現している。これは、NSNotificationCenterが、複数のObserverを登録出来るからだ。ここに、NSNotificationQueueを使っている。

また、ObserverとSubjectの結びつきが弱い、と言うことが出来る。なぜなら、通知の種類の指定に文字列を使っている。さらに、通知を受け取るメソッドが、オブジェクトとセレクタの組で指定しているので、Subject側のいかなる条件にも左右されない。

もし、Observerとなるクラスが通知を受け取るために、あるクラスを継承する必要があったり、ある特定のメソッドを実装しなくてはいけない、となると、ObserverとSubjectの結びつきは強くなる。強い結びつきは、再利用可能なソースコードを作ろうとするときに、不利に働くことが多い。なぜなら、Subjectが変更されるたびにObserverも再コンパイルやソースコードの書き直しを強いられるし、なによりSubjectがないとObserverのコンパイルすら出来ないことも多い。

Objective-Cは、メソッドをセレクタで指定することで、結びつきをとても弱くすることに成功していると言えるだろう。このため、NSNotificationの仕組みは、Mac OS Xの多くのフレームワークで、気軽に使われている。アプリケーションの実行中は非常に多くの通知が飛び交い、それでいてバージョンアップを繰り返し変更が積み重なっても、破綻する恐れはない。基礎的な仕組みとして、充分な実用性があるパターンだ。