iOS底層原理總結(jié)--OC對(duì)象的本質(zhì)(一) - 掘金
iOS底層原理總結(jié)--OC對(duì)象的本質(zhì)(二) - 掘金
iOS底層原理總結(jié)--OC對(duì)象的分類:instance芋齿、class瞻想、meta-calss對(duì)象的isa和superclass - 掘金
iOS底層原理總結(jié)-- KVO/KVC的本質(zhì) - 掘金
...
一. KVO的實(shí)現(xiàn)原理
面試題:
KVO相關(guān):
1. iOS用什么方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)對(duì)象的KVO绵患?(KVO的本質(zhì)是什么钩骇?)
2. 如何手動(dòng)出發(fā)KVO?
3. 直接修改成員變量會(huì)觸發(fā)KVO么棒拂?
KVC相關(guān):
1. 通過KVC修改屬性會(huì)觸發(fā)KVO么倒谷?
2. KVC的賦值和取值過程是怎樣的?原理是什么桃熄?
1. 什么是KVO先口?
KVO的全稱是Key-Value Observing,俗稱"鍵值監(jiān)聽"瞳收,可以用于監(jiān)聽摸個(gè)對(duì)象屬性值得改變碉京。
要監(jiān)聽Person中的age屬性,我們就創(chuàng)建一個(gè)observer用來監(jiān)聽age的變化螟深,當(dāng)我們age一旦發(fā)生改變谐宙,就會(huì)通知observer。
2. KVO簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)
我們先簡(jiǎn)單的回顧一下 KVO的代碼實(shí)現(xiàn)界弧。
///> DLPerson.h 文件
#import <Foundation/Foundation.h>
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface DLPerson : NSObject
@property (nonatomic, assign) int age;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
///> ViewController.m 文件
#import "ViewController.h"
#import "DLPerson.h"
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, strong) DLPerson *person1;
@property (nonatomic, strong) DLPerson *person2;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.person1 = [[DLPerson alloc]init];
self.person1.age = 1;
self.person2 = [[DLPerson alloc]init];
self.person2.age = 2;
///> person1添加kvo監(jiān)聽
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil];
}
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
self.person1.age = 20;
self.person2.age = 30;
}
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
NSLog(@"監(jiān)聽到了%@的%@屬性發(fā)生了改變%@",object,keyPath,change);
}
- (void)dealloc{
///> 使用結(jié)束后記得移除
[self.person1 removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}
@end
@end
輸出結(jié)果:
監(jiān)聽到了<DLPerson: 0x6000033d4e40>的age屬性發(fā)生了改變- {
kind = 1;
new = 20;
old = 1;
}
///> 因?yàn)槲覀冎槐O(jiān)聽了person1 所以只會(huì)輸出person1的改變凡蜻。
3. KVO存在的疑問
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
// self.person1.age = 20;
[self.person1 setAge:20]; ///> 等同于self.person1.age = 20;
self.person2.age = 30;
[self.person2 setAge:20];///> 等同于self.person2.age = 20;
}
因?yàn)楫?dāng)我們?cè)贒LPerson中使用@property聲名一個(gè)屬性的時(shí)候會(huì)自動(dòng)生成聲名屬性的set和get方法搭综。如下代碼:
///> DLPerson.m文件
#import "DLPerson.h"
@implementation DLPerson
- (void)setAge:(int)age{
_age = age;
}
- (int)age{
return _age;
}
@end
既然person1和person2的本質(zhì)都是在調(diào)用set方法,就一定都會(huì)走在DLPerson類中的setAge這個(gè)方法划栓。
那么問題來了兑巾,同樣走的是DLPerson類中的setAge方法,為什么person1就會(huì)走到
- (void)observeValueForKeyPath:(nullable NSString *)keyPath ofObject:(nullable id)object change:(nullable NSDictionary<NSKeyValueChangeKey, id> *)change context:(nullable void *)context;
方法中而person2就不會(huì)呢忠荞?
4. KVO的本質(zhì)分析
如果不是很了解OC對(duì)象的isa指針相關(guān)知識(shí)的同學(xué)蒋歌,建議先請(qǐng)前往窺探iOS底層實(shí)現(xiàn)--OC對(duì)象的分類:instance、class委煤、meta-calss對(duì)象的isa和superclass - 掘金 文章了解一下先堂油。
接下來我們探究一下兩個(gè)對(duì)象的本質(zhì),首先我們person1和person2的isa打印出來查看一下他們的實(shí)例對(duì)象isa指向的類對(duì)象是什么碧绞?
我們會(huì)發(fā)現(xiàn)person1的isa指針打印出的是: NSKVONotifying_DLPerson
而person2的isa指針打印出來的是: DLPerson
person1和person2都是實(shí)例對(duì)象 所以person1和person2的isa指針指向的都是類對(duì)象府框,
所以說,如果對(duì)象沒有添加KVO監(jiān)聽那么它的isa指向的就是自己原來的類對(duì)象讥邻,如下圖
person2.isa == DLPerson
當(dāng)一個(gè)對(duì)象添加了KVO的監(jiān)聽時(shí)迫靖,當(dāng)前對(duì)象的isa指針指向的就不是你原來的類,指向的是另外一個(gè)類對(duì)象计维,如下圖
person1.isa == NSKVONotifying_DLPerson
NSKVONotifying_DLPerson類是 Runtime動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的一個(gè)類袜香,在程序運(yùn)行的過程中產(chǎn)生的一個(gè)新的類。
NSKVONotifying_DLPerson類是DLPerson的一個(gè)子類鲫惶。
-
NSKVONotifying_DLPerson類存在自己的 setAge:蜈首、class、dealloc欠母、isKVOA...方法欢策。
當(dāng)我們DLperson的實(shí)例對(duì)象調(diào)用setAge方法時(shí),
實(shí)例對(duì)象的isa指針找到類對(duì)象赏淌,然后在類類對(duì)象中尋找相應(yīng)的對(duì)象方法踩寇,如果有則調(diào)用,
如果沒有則去superclass指向的父類對(duì)象中尋找相應(yīng)的對(duì)象方法六水,如果有則調(diào)用俺孙,
如果未找到相應(yīng)的對(duì)象方法則會(huì)報(bào):unrecognized selector sent to instance 錯(cuò)誤
-
由于上圖可分析出我們的person1的isa指針指向的類對(duì)象是NSKVONotifying_DLPerson,并且NSKVONotifying_DLPerson中還帶有setAge: 方法掷贾,所以:
///> person1的setAge方法走的是NSKVONotifying_DLPerson類中的setAge方法睛榄, ///> 并且在KVO監(jiān)聽中實(shí)現(xiàn)了[superclass setAge:age];, [self.person1 setAge:20]; ///> person2的setAge方法走的是DLPerson中的setAge:方法想帅, [self.person2 setAge:30];
上次代碼所示场靴,兩個(gè)實(shí)例對(duì)象person1和person2都走了DLPerson的setAge:方法,只是添加了KVO的person1在自己的setAge方法中添加了
其他操作
。 -
其他操作猜想 偽代碼旨剥!:
///> NSKVONotifying_DLPerson.m 文件 #import "NSKVONotifying_DLPerson.h" @implementation NSKVONotifying_DLPerson - (void)setAge:(int)age{ _NSSetIntValueAndNotify(); ///> 文章末尾 知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充小結(jié)有此方法來源 } void _NSSetIntValueAndNotify(){ [self willChangeValueForKey:@"age"]; [super setAge:age]; [self didChangeValueForKey:@"age"]; } - (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key{ ///> 通知監(jiān)聽器 key發(fā)生了改變 [observe observeValueForKeyPath:key ofObject:self change:nil context:nil]; } @end
_NSSetIntValueAndNotify(); ///> 文章末尾 知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充小結(jié)有此方法來源
5. KVO的調(diào)用順序
由于我們的NSKVONotifying_DLPerson類不能參與編譯所以可以在 DLPerson.m中重寫它父類的方法代碼如下:
///> ViewController.m文件
#import "ViewController.h"
#import "DLPerson.h"
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, strong) DLPerson *person1;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.person1 = [[DLPerson alloc]init];
self.person1.age = 10;
///> person1添加kvo監(jiān)聽
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil];
}
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
[self.person1 setAge:20];
}
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
NSLog(@"監(jiān)聽到了%@的%@屬性發(fā)生了改變%@",object,keyPath,change);
}
- (void)dealloc{
///> 使用結(jié)束后記得移除
[self.person1 removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}
@end
///> DLPerson.m文件
#import "DLPerson.h"
@implementation DLPerson
- (void)setAge:(int)age{
_age = age;
}
- (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key{
[super willChangeValueForKey:key];
NSLog(@"willChangeValueForKey");
}
- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key{
NSLog(@"didChangeValueForKey - begin");
[super didChangeValueForKey:key];
NSLog(@"didChangeValueForKey - end");
}
@end
輸出結(jié)果:
willChangeValueForKey
didChangeValueForKey - begin
監(jiān)聽到了<DLPerson: 0x60000041afe0>的age屬性發(fā)生了改變{
kind = 1;
new = 20;
old = 10;
}
didChangeValueForKey - end
- 調(diào)用willChangeValueForKey:
- 調(diào)用原來的setter實(shí)現(xiàn)
- 調(diào)用didChangeValueForKey:
總結(jié):didChangeValueForKey:內(nèi)部會(huì)調(diào)用observer的observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法
二. KVC的實(shí)現(xiàn)原理
1. 什么是KVC咧欣?
KVC的全稱key - value - coding,俗稱"鍵值編碼",可以通過key來訪問某個(gè)屬性
常見的API有:
- (void)setValue:(id)value forKey:(NSString *)key;
- (void)setValue:(id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;
- (id)valueForKey:(NSString *)key;
- (id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;
簡(jiǎn)單的代碼實(shí)現(xiàn):
DLPerson 和 DLCat
///> DLPersin.h 文件
#import <Foundation/Foundation.h>
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
/**
DLCat
*/
@interface DLCat : NSObject
@property (nonatomic, assign) int weight;
@end
/**
DLPerson
*/
@interface DLPerson : NSObject
@property (nonatomic, assign) int age;
@property (nonatomic, strong) DLCat *cat;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
1.1 - (void)setValue:(id)value forKey:(NSString *)key;
///> ViewController.m 文件
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
DLPerson *person = [[DLPerson alloc]init];
[person setValue:@20 forKey:@"age"];
NSLog(@"%d",person.age);
}
1.1 - (void)setValue:(id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;
///> ViewController.m 文件
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
DLPerson *person = [[DLPerson alloc]init];
person.cat = [[DLCat alloc]init];
[person setValue:@20 forKeyPath:@"cat.weight"];
NSLog(@"%d",person.age);
NSLog(@"%d",person.cat.weight);
}
setValue:(id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath
和 setValue:(id)value forKey:(NSString *)key
的區(qū)別:
- keyPath 相當(dāng)于根據(jù)路徑去尋找屬性轨帜,一層一層往下找魄咕,
- key 是直接哪去屬性的名字設(shè)置,如果按路徑找會(huì)報(bào)錯(cuò)
1.3 - (id)valueForKey:(NSString *)key;
///> ViewController.m 文件
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
DLPerson *person = [[DLPerson alloc]init];
person.age = 10;
NSLog(@"%@",[person valueForKey:@"age"]);
}
1.4 - (id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;
///> ViewController.m 文件
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
DLPerson *person = [[DLPerson alloc]init];
person.age = 10;
NSLog(@"%@",[person valueForKey:@"cat.weight"]);
}
(id)valueForKey:(NSString *)key;
和 (id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath
的區(qū)別:
- 同理1.2-1.3
2. setValue:forKey:的原理
- 當(dāng)我們?cè)O(shè)置setValue:forKey:時(shí)
- 首先會(huì)查找setKey:蚌父、_setKey: (按順序查找)
- 如果有直接調(diào)用
- 如果沒有蚕礼,先查看accessInstanceVariablesDirectly方法
+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly{ return YES; ///> 可以直接訪問成員變量 // return NO; ///> 不可以直接訪問成員變量, ///> 直接訪問會(huì)報(bào)NSUnkonwKeyException錯(cuò)誤 }
- 如果可以訪問會(huì)按照 _key、_isKey梢什、key、iskey的順序查找成員變量
- 找到直接復(fù)制
- 未找到報(bào)錯(cuò)NSUnkonwKeyException錯(cuò)誤
_key朝聋、_isKey嗡午、key、iskey復(fù)制順序
///> DLPerson.h 文件
@interface DLPerson : NSObject{
@public
int _age;
int _isAge;
int age;
int isAge;
}
@end
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.person1 = [[DLPerson alloc]init];
///> person1添加kvo監(jiān)聽
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil];
///> 通過KVC修改person.age的值
[self.person1 setValue:@20 forKey:@"age"];
NSLog(@"------");
}
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
NSLog(@"監(jiān)聽到了%@的%@屬性發(fā)生了改變%@",object,keyPath,change);
}
- (void)dealloc{
///> 使用結(jié)束后記得移除
[self.person1 removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}
- 在NSLog(@"------");位置打下短點(diǎn)注釋方式去查看各個(gè)值得復(fù)制順序
- 然后在控制臺(tái)中查看復(fù)制查找的順序就OK了冀痕,
- DLPerson文件中的順序即使是調(diào)換了也無所謂荔睹。
3. valueForKey:的原理
- kvc取值按照 getKey、key言蛇、iskey僻他、_key 順序查找方法
- 存在直接調(diào)用
- 沒找到同樣,先查看accessInstanceVariablesDirectly方法
+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly{ return YES; ///> 可以直接訪問成員變量 // return NO; ///> 不可以直接訪問成員變量, ///> 直接訪問會(huì)報(bào)NSUnkonwKeyException錯(cuò)誤 }
- 如果可以訪問會(huì)按照 _key腊尚、_isKey吨拗、key、iskey的順序查找成員變量
- 找到直接復(fù)制
- 未找到報(bào)錯(cuò)NSUnkonwKeyException錯(cuò)誤
三. 知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充
1. _NSSetIntValueAndNotify();方法來源
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.person1 = [[DLPerson alloc]init];
self.person1.age = 10;
self.person2 = [[DLPerson alloc]init];
self.person2.age = 20;
///> person1添加kvo監(jiān)聽
NSLog(@"person添加KVO之前 - person1:%@婿斥, person2:%@",object_getClass(self.person1), object_getClass(self.person2));
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil];
NSLog(@"person添加KVO之前 - person1:%@劝篷, person2:%@",object_getClass(self.person1), object_getClass(self.person2));
}
輸出結(jié)果:
person添加KVO之前 - person1:DLPerson, person2:DLPerson
person添加KVO之后 - person1:NSKVONotifying_DLPerson民宿, person2:DLPerson
由此可見在沒有 為person1添加KVO之前 person1.isa指針仍然是DLPerson
那么我們就可以使用- (IMP)methodForSelector:(SEL)aSelector;去查看實(shí)現(xiàn)方法的地址娇妓,的具體方法代碼如下:
///> person1添加kvo監(jiān)聽
NSLog(@"person添加KVO之前 - person1:%p, person2:%p \n",[self.person1 methodForSelector:@selector(setAge:)], [self.person2 methodForSelector:@selector(setAge:)]);
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil];
NSLog(@"person添加KVO之后 - person1:%p活鹰, person2:%p \n",[self.person1 methodForSelector:@selector(setAge:)], [self.person2 methodForSelector:@selector(setAge:)]);
}
輸出結(jié)果:
person添加KVO之前 - person1:0x10852a560哈恰, person2:0x10852a560
person添加KVO之后 - person1:0x108883fc2, person2:0x10852a560
由此可見志群,在添加之前person1和person2實(shí)現(xiàn)的setAge方法是一個(gè)着绷,添加之后person1的setAge方法就有了變化。
然后我們打入短點(diǎn)去查看實(shí)現(xiàn)的方法:
在控制臺(tái)中使用
p (IMP)方法地址
來打印得到方法的名稱赖舟。所以我們?cè)谔砑覭VO之后的
setAge:
方法調(diào)用了 _NSSetIntValueAndNotify()
蓬戚。
如果定義的屬性是類型是double則調(diào)用的是_NSSetDoubleValueAndNotify()
大家可以自己測(cè)試一下。
此方法在Foundtion框架中有對(duì)應(yīng)的
NSSetDoubleValueAndNotify()
NSSetIntValueAndNotify()
NSSetCharValueAndNotify()
...
目前還未深入接觸到逆向工程宾抓。等以后學(xué)到了在給大家詳解解釋吧子漩。
2. NSKVONotifying_DLPerson的isa指針指向哪里豫喧?
在 KVO的本質(zhì)分析 中我們得知,添加了KVO監(jiān)聽的實(shí)例對(duì)象isa指針指向了NSKVONotifying_DLPerson類幢泼, 那么NSKVONotifying_DLPerson的isa指針的指向紧显?
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.person1 = [[DLPerson alloc]init];
self.person1.age = 10;
self.person2 = [[DLPerson alloc]init];
self.person2.age = 20;
///> person1添加kvo監(jiān)聽
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil];
NSLog(@"類對(duì)象 - person1: %@<%p> person2: %@<%p>",
object_getClass(self.person1), ///> self.person1.isa 類名
object_getClass(self.person1), ///> self.person1.isa
object_getClass(self.person2), ///> self.person1.isa 類名
object_getClass(self.person2) ///> self.person1.isa
);
NSLog(@"元類對(duì)象 - person1: %@<%p> person2: %@<%p>",
object_getClass(object_getClass(self.person1)), ///> self.person1.isa.isa 類名
object_getClass(object_getClass(self.person1)), ///> self.person1.isa.isa
object_getClass(object_getClass(self.person2)), ///> self.person2.isa.isa 類名
object_getClass(object_getClass(self.person2)) ///> self.person2.isa.isa
);
}
輸出結(jié)果:
類對(duì)象 - person1: NSKVONotifying_DLPerson<0x6000002cef40> person2: DLPerson<0x1002c9048>
元類對(duì)象 - person1: NSKVONotifying_DLPerson<0x6000002cf210> person2: DLPerson<0x1002c9020>
結(jié)果發(fā)現(xiàn):每一個(gè)類對(duì)象的地址是不一樣的,而且元類對(duì)象的地址也不一樣的缕棵,所以我們可以認(rèn)為 NSKVONotifying_DLPerson類有自己的元類對(duì)象孵班, NSKVONotifying_DLPerson.isa指向著自己的元類對(duì)象。
四. 面試題答案
-
iOS用什么方式實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)對(duì)象的KVO招驴?(KVO的本質(zhì)是什么篙程?)
利用RuntimeAPI動(dòng)態(tài)生成一個(gè)子類,并且讓instance對(duì)象的isa指向這個(gè)全新的子類 當(dāng)修改instance對(duì)象的屬性時(shí)别厘,會(huì)調(diào)用Foundation的_NSSetXXXValueAndNotify函數(shù) willChangeValueForKey: 父類原來的setter didChangeValueForKey: 內(nèi)部會(huì)觸發(fā)監(jiān)聽器(Oberser)的監(jiān)聽方法(observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:)
-
如何手動(dòng)觸發(fā)KVO虱饿?
手動(dòng)調(diào)用willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:
-
直接修改成員變量會(huì)觸發(fā)KVO么?
不會(huì)觸發(fā)KVO触趴,因?yàn)橹苯有薷某蓡T變量并沒有走set方法氮发。
KVC相關(guān):
-
通過KVC修改屬性會(huì)觸發(fā)KVO么?
會(huì)觸發(fā)KVO冗懦,如上流程圖
-
KVC的賦值和取值過程是怎樣的爽冕?原理是什么?
如上流程圖
- 文章總結(jié)自MJ老師底層視頻披蕉。