[iOS] NS Classes in Swift

Swift에서 사용되는 “NS” 출신 Classes는 어떤 원리로 사용되고 있는지 알아보자.

들어가기 전에

Observer pattern 중 Notification 메커니즘을 공부하다 Notification과 NSNotification의 차이가 궁금해서 알아보게 되었습니다. 그래서 이번 포스트에서는 Notification와 NSNotification을 예제로 사용할 것입니다.

Cocoa와 Cocoa Touch의 간단한 설명을 참고하시면 내용을 이해하는데 도움이 됩니다.

• Cocoa, Cocoa Touch

Apple developer 공식 문서에서는 다음과 같이 언급되어있습니다.

Classes Bridged to Swift Standard Library Value Types

Swift 표준 라이브러리 값타입에 브리지된 클래스

Use bridged reference types when you need reference semantics or Foundation-specific behavior. Reference semantics 또는 Foundation 특정 행동이 필요하면 연결된 참조 타입을 사용하시오.

공식 문서에서 언급된 부분으로는 이해가 되지 않아서 조금 더 구글링을 해보았습니다.

다음은 iOS 13 Programming Fundamentals with Swift: Swift, Xcode, and Cocoa Basics 책의 Some Foundation Classes 일부분입니다.

Some Foundation Classes

Cocoa의 Foundation 클래스는 기본 데이터 타입과 Cocoa와 의사소통의 기반을 형성해줄 유틸리티를 제공합니다. 더 많은 정보는 Apple의 Foundation framework documentation 페이지에서 Foundation 클래스 리스트를 참고하면 좋습니다.

많은 상황에서, 암묵적으로 Foundation 클래스를 Swift 클래스로 방식으로 사용할 수 있습니다. 그 이유는 Swift의 클래스와 Foundation 클래스 사이에 연결다리를 잇는 Swift의 기능 때문입니다. String은 NSString에, Arrray는 NSArray에 연결다리가 형성되어있어, String과 NSString은 서로 캐스팅될 수 있으며, Array와 NSArray도 마찬가지로 서로 캐스팅 될 수 있습니다. 하지만 사실 우리는 캐스팅을 거의 할 필요가 없습니다. 그 이유는 Objective-C API는 우리가 NSString 또는 NSArray를 넘겨주기를 원할 때마다, 이 타입들은 Swift 번역(translation)을 통해 API는 String 또는 Array로 변경되기 때문입니다. 그리고 String과 Array를 Foundation에서 사용하면, NSString과 NSArray의 내장된 많은 프로퍼티와 메소드를 사용하는 것과 동일합니다.

Swift Foundation “overlay”는 네이티브 Swift 인터페이스를 다른 많은 Foundation 타입 앞으로 가져옵니다. Swift 인터페이스는 Foundation 클래스를 뜻하는 NS 접두사를 제거함으로써 구별되는데; Objective-C의 NSData는 Swift의 Data를 통해 접근 가능하며 Objective-C의 NSDate도 마찬가지로 Swift Date를 통해 접근 가능합니다. (정말 원한다면, 여전히 NSData와 NSDate를 직접 사용할 수 있습니다.) Swift와 Objective-C 타입은 서로 연결다리가 형성되어있으며, API는 Swift 타입을 우선적으로 표시하므로 캐스팅 및 전달이 우리가 예상한대로 작동될 것입니다. Swift 타입은 많은 Objective-C에는 없는 많은 편리함을 가지고 있습니다. Swift 타입들은 Equatable, Hashable, Comparable와 같은 적절한 Swift 프로토콜의 채택을 선언할 수 있고, 그리고 몇몇의 경우에 Objective-C 타입은 레퍼런스 타입(classes)인 반면 structs인 값 타입으로 사용될 수 있습니다.

두가지 종류의 브리징이 있다. String과 Array는 네이티브 Swift 타입으로, 독립적인 존재입니다. 반면에 Date와 Data는 Swift 네이티브 타입이 아니라, NSDate와 NSData의 껍데기(facades)라고 할 수 있습니다. 이는 Cocoa의 Foundation 프레임워크가 없다면 Date와 Data를 사용할 수 없습니다.

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Bridging과 overlay에 대해 이해가 됐다면 이제 실제 사용되는 클래스인 Notification과 NSNotification의 차이를 살펴보도록 하겠습니다.

Swift에서 사용되는 Notification은 다음과 같이 정의되어있습니다.

Notification

A container for information broadcast through a notification center to all registered observers. Notification center를 통해 등록된 모든 observer에게 브로드캐스트되는 정보를 담는 그릇이다.

Declaration

struct Notification

Using Reference Types

typealias Notification.ReferenceType

An alias for this value type’s equivalent reference type. 값 타입의 참조 타입에 대한 별칭입니다.

NSNotification

An object containing information broadcast to registered observers that bridges to Notification; use NSNotification when you need reference semantics or other Foundation-specific behavior. 등록된 observer에게 브로드캐스트 하는 정보를 담은 객체로 Notification으로 연결되어있습니다. reference semantics 또는 Foundation 특정 동작이 필요할 때 NSNotification을 사용하십시오.

NSNotification의 Objective-C 문서에는 다음과 같이 정의가 되어있습니다.

A container for information broadcast through a notification center to all registered observers.

Swift의 Notification과 동일합니다.

즉, 위에서 언급한 것과 같이 Notification과 NSNotification은 연결다리가 있기 때문에 서로 캐스팅될 수 있다는 뜻입니다. 하지만 언제든지 원한다면 NSNotification을 직접적으로 사용할 수도 있습니다.

Important
Swift의 Foundation 프레임워크로 overlay는 Notification 구조체를 제공하며, 이 구조체는 NSNotification class로 bridging 되어있습니다.

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공식문서에는 이렇게 간단하게 정의가 되어있지만, Xcode에서 구체적으로 어떻게 구현되어있는지 살펴볼 수 있다. Notification struct는 다음과 같은 구조를 가지고 있습니다.

public struct Notification : ReferenceConvertible, Equatable, Hashable {

    public typealias ReferenceType = NSNotification
    public typealias Name = NSNotification.Name
    public var name: Notification.Name

    public var object: Any?
    public var userInfo: [AnyHashable : Any]?
    public init(name: Notification.Name, object: Any? = nil, userInfo: [AnyHashable : Any]? = nil)
  
    public func hash(into hasher: inout Hasher)
    public var description: String { get }
    public var debugDescription: String { get }
    public static func == (lhs: Notification, rhs: Notification) -> Bool
    public var hashValue: Int { get }
}

중요하게 봐야할 것은 상단에 선언된 2개의 typealias와 name 프로퍼티입니다. 먼저 Name을 보면 typealias를 사용하여 NSNotification.Name이라는 타입의 별칭으로 Notification 구조체 내에서 Name이라는 별칭을 사용하겠다고 선언하였고, 구조체에서 해당 타입 값을 저장할 수 있도록 name 프로퍼티를 따로 선언하였습니다.

마찬가지로 typealias를 사용하여 ReferenceType이라는 별칭을 NSNotification 타입을 대신해 사용하겠다고 선언하였습니다. 하지만 여기서 사용되는 ReferenceType은 Associated Type이기 때문에 ReferenceConvertible 프로토콜에서 ReferenceType의 타입을 결정합니다.

ReferenceConvertible

A decoration applied to types that are backed by a Foundation reference type. Foundation 참조 타입이 지원하는 타입에 적용되는 decoration입니다.

여기서 사용되는 ReferenceCovertible protocol은 associated type을 사용하는 프로토콜입니다.

public protocol ReferenceConvertible : CustomDebugStringConvertible, CustomStringConvertible, Hashable, _ObjectiveCBridgeable {
    associatedtype ReferenceType : NSObject, NSCopying
}

NS가 붙은 클래스들을 Swift의 구조체로 연결다리를 형성하기 위해서는 구체적으로 ReferenceConvertible이라는 프로토콜을 사용하여 구현하였습니다. 이 프로토콜은 다른 NS classes를 기반으로 만들어진 Swift structures에서도 확인할 수 있습니다.

Reference

• Classes Bridged to Swift Standard Library Value Types
• iOS 13 Programming Fundamentals with Swift: Swift, Xcode, and Cocoa Basics
• NSNotification
• Notification
• ReferenceConvertible