什么是KVO偎蘸？

KVO 全稱 Key Value Observing庄蹋，是蘋果提供的一套事件通知機(jī)制。允許對(duì)象監(jiān)聽(tīng)另一個(gè)對(duì)象特定屬性的改變迷雪，并在改變時(shí)接收到事件限书。由于 KVO 的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，只針對(duì)屬性才會(huì)發(fā)生作用章咧，一般繼承自 NSObject 的對(duì)象都默認(rèn)支持 KVO倦西。

KVO 可以監(jiān)聽(tīng)單個(gè)屬性的變化，也可以監(jiān)聽(tīng)集合對(duì)象的變化慧邮。通過(guò) KVC 的 mutableArrayValueForKey: 等方法獲得代理對(duì)象调限，當(dāng)代理對(duì)象的內(nèi)部對(duì)象發(fā)生改變時(shí)舟陆，會(huì)回調(diào) KVO 監(jiān)聽(tīng)的方法。集合對(duì)象包含 NSArray 和 NSSet耻矮。

KVO基本使用

• 使用KVO大致分為三個(gè)步驟：
  1. 通過(guò)addObserver:forKeyPath:options:context:方法注冊(cè)觀察者秦躯，觀察者可以接收keyPath屬性的變化事件
  2. 在觀察者中實(shí)現(xiàn)observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法，當(dāng)keyPath屬性發(fā)生改變后裆装，KVO會(huì)回調(diào)這個(gè)方法來(lái)通知觀察者
  3. 當(dāng)觀察者不需要監(jiān)聽(tīng)時(shí)踱承，可以調(diào)用removeObserver:forKeyPath:方法將KVO移除。需要注意的是哨免，調(diào)用removeObserver需要在觀察者消失之前茎活，否則會(huì)導(dǎo)致Crash

注冊(cè)觀察者

 /*
@observer:就是觀察者策精，是誰(shuí)想要觀測(cè)對(duì)象的值的改變湿镀。
@keyPath:就是想要觀察的對(duì)象屬性雇初。
@options:options一般選擇NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld朝捆，這樣當(dāng)屬性值發(fā)生改變時(shí)我們可以同時(shí)獲得舊值和新值沐兰，如果我們只填NSKeyValueObservingOptionNew則屬性發(fā)生改變時(shí)只會(huì)獲得新值况既。
@context:想要攜帶的其他信息罪针，比如一個(gè)字符串或者字典什么的啤它。
*/
- (void)addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context;

監(jiān)聽(tīng)回調(diào)

/*
@keyPath:觀察的屬性
@object:觀察的是哪個(gè)對(duì)象的屬性
@change:這是一個(gè)字典類型的值普办，通過(guò)鍵值對(duì)顯示新的屬性值和舊的屬性值
@context:上面添加觀察者時(shí)攜帶的信息
*/
- (void)observeValueForKeyPath:(nullable NSString *)keyPath ofObject:(nullable id)object change:(nullable NSDictionary<NSKeyValueChangeKey, id> *)change context:(nullable void *)context;

調(diào)用方式

自動(dòng)調(diào)用

• 調(diào)用KVO屬性對(duì)象時(shí)工扎，不僅可以通過(guò)點(diǎn)語(yǔ)法和set語(yǔ)法進(jìn)行調(diào)用，還可以使用KVC方法

//通過(guò)屬性的點(diǎn)語(yǔ)法間接調(diào)用
objc.name = @"";

// 直接調(diào)用set方法
[objc setName:@"Savings"];

// 使用KVC的setValue:forKey:方法
[objc setValue:@"Savings" forKey:@"name"];

// 使用KVC的setValue:forKeyPath:方法
[objc setValue:@"Savings" forKeyPath:@"account.name"];

手動(dòng)調(diào)用

• KVO 在屬性發(fā)生改變時(shí)的調(diào)用是自動(dòng)的衔蹲，如果想要手動(dòng)控制這個(gè)調(diào)用時(shí)機(jī)肢娘，或想自己實(shí)現(xiàn) KVO 屬性的調(diào)用，則可以通過(guò) KVO 提供的方法進(jìn)行調(diào)用舆驶。

  1. 第一步我們需要認(rèn)識(shí)下面這個(gè)方法橱健，如果想要手動(dòng)調(diào)用或自己實(shí)現(xiàn)KVO需要重寫該方法該方法返回YES表示可以調(diào)用，返回NO則表示不可以調(diào)用贞远。

  + (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)theKey {
      BOOL automatic = NO;
      if ([theKey isEqualToString:@"name"]) {
          automatic = NO;//對(duì)該key禁用系統(tǒng)自動(dòng)通知畴博，若要直接禁用該類的KVO則直接返回NO；
      }
      else {
          automatic = [super automaticallyNotifiesObserversForKey:theKey];
      }
      return automatic;
  }
  
  

2. 第二步我們需要重寫setter方法

- (void)setName:(NSString *)name {
    if (name != _name) {
        [self willChangeValueForKey:@"name"];
        _name = name;
        [self didChangeValueForKey:@"name"];
    }
}

移除觀察者

//需要在不使用的時(shí)候,移除監(jiān)聽(tīng)
- (void)dealloc{
    [self removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}

Crash

觀察者未實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽(tīng)方法

• 若觀察者對(duì)象 -observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 未實(shí)現(xiàn)蓝仲，將會(huì) Crash

  Crash：Terminating app due to uncaught exception ‘NSInternalInconsistencyException’, reason: ‘<ViewController: 0x7f9943d06710>: An -observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: message was received but not handled

未及時(shí)移除觀察者

Crash： Thread 1: EXC_BAD_ACCESS (code=1, address=0x105e0fee02c0)

//觀察者ObserverPersonChage
@interface ObserverPersonChage : NSObject
  //實(shí)現(xiàn)observeValueForKeyPath: ofObject: change: context:
@end

//ViewController
- (void)addObserver
{
    self.observerPersonChange = [[ObserverPersonChage alloc] init];
    [self.person1 addObserver:self.observerPersonChange forKeyPath:@"age" options:option context:@"age chage"];
    [self.person1 addObserver:self.observerPersonChange forKeyPath:@"name" options:option context:@"name change"];
}

//點(diǎn)擊按鈕將觀察者置為nil俱病，即銷毀
- (IBAction)clearObserverPersonChange:(id)sender {
    self.observerPersonChange = nil;
}

//點(diǎn)擊改變person1屬性值
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    self.person1.age = 29;
    self.person1.name = @"hengcong";
}

1. 假如在當(dāng)前 ViewController 中，注冊(cè)了觀察者袱结，點(diǎn)擊屏幕亮隙，改變被觀察對(duì)象 person1 的屬性值。
2. 點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)按鈕垢夹，銷毀觀察者溢吻，此時(shí) self.observerPersonChange 為 nil。
3. 再次點(diǎn)擊屏幕，此時(shí) Crash促王；

多次移除觀察者

Cannot remove an observer for the key path “age” from because it is not registered as an observer.

實(shí)際應(yīng)用

KVO主要用來(lái)做鍵值觀察操作犀盟，想要一個(gè)值發(fā)生改變后通知另一個(gè)對(duì)象，則用KVO實(shí)現(xiàn)最為合適蝇狼。斯坦福大學(xué)的iOS教程中有一個(gè)很經(jīng)典的案例阅畴，通過(guò)KVO在Model和Controller之間進(jìn)行通信。

image

KVO實(shí)現(xiàn)原理

KVO是通過(guò)isa 混寫(isa-swizzling)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的(是不是一臉懵逼迅耘？我第一次見(jiàn)和你一樣贱枣，你現(xiàn)在只需要知道這個(gè)技術(shù)就行了，下面我會(huì)圖文并茂的給你講解到底是怎么回事颤专。)纽哥。在運(yùn)行時(shí)根據(jù)原類創(chuàng)建一個(gè)中間類，這個(gè)中間類是原類的子類栖秕，并動(dòng)態(tài)修改當(dāng)前對(duì)象的isa指向中間類春塌。并且將class方法重寫，返回原類的Class累魔。所以蘋果建議在開(kāi)發(fā)中不應(yīng)該依賴isa指針摔笤，而是通過(guò)class實(shí)例方法來(lái)獲取對(duì)象類型。

測(cè)試代碼

NSKeyValueObservingOptions option = NSKeyValueObservingOptionOld | NSKeyValueObservingOptionNew;

NSLog(@"person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)對(duì)象之前-類對(duì)象 -%@", object_getClass(self.person1));
NSLog(@"person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之前-方法實(shí)現(xiàn) -%p", [self.person1 methodForSelector:@selector(setAge:)]);
NSLog(@"person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之前-元類對(duì)象 -%@", object_getClass(object_getClass(self.person1)));

[self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:option context:@"age chage"];

NSLog(@"person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)對(duì)象之后-類對(duì)象 -%@", object_getClass(self.person1));
NSLog(@"person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之后-方法實(shí)現(xiàn) -%p", [self.person1 methodForSelector:@selector(setAge:)]);
NSLog(@"person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之后-元類對(duì)象 -%@", object_getClass(object_getClass(self.person1)));

//打印結(jié)果
KVO-test[1214:513029] person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)對(duì)象之前-類對(duì)象 -Person
KVO-test[1214:513029] person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之前-方法實(shí)現(xiàn) -0x100411470
KVO-test[1214:513029] person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之前-元類對(duì)象 -Person

KVO-test[1214:513029] person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)對(duì)象之后-類對(duì)象 -NSKVONotifying_Person
KVO-test[1214:513029] person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之后-方法實(shí)現(xiàn) -0x10076c844
KVO-test[1214:513029] person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之后-元類對(duì)象 -NSKVONotifying_Person

//通過(guò)地址查找方法
(lldb) p (IMP)0x10f24b470
(IMP) $0 = 0x000000010f24b470 (KVO-test`-[Person setAge:] at Person.h:15)
(lldb) p (IMP)0x10f5a6844
(IMP) $1 = 0x000000010f5a6844 (Foundation`_NSSetLongLongValueAndNotify)

• 通過(guò)測(cè)試代碼垦写，我們添加KVO前后發(fā)生以下變化
  1. person指向的類對(duì)象和元類對(duì)象，以及 setAge: 均發(fā)生了變化彰触；
  2. 添加KVO后梯投，person 中的 isa 指向了 NSKVONotifying_Person 類對(duì)象；
  3. 添加 KVO 之后况毅，setAge: 的實(shí)現(xiàn)調(diào)用的是：Foundation 中 _NSSetLongLongValueAndNotify 方法分蓖；

發(fā)現(xiàn)中間對(duì)象

從上述測(cè)試代碼的結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，person 中的 isa 從開(kāi)始指向Person類對(duì)象尔许，變成指向了 NSKVONotifying_Person 類對(duì)象

• KVO會(huì)在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)新類么鹤，將對(duì)象的isa指向新創(chuàng)建的類，新類是原類的子類味廊，命名規(guī)則是NSKVONotifying_xxx的格式蒸甜。

  1. 未使用KVO監(jiān)聽(tīng)對(duì)象是，對(duì)象和類對(duì)象之間的關(guān)系如下

image

2. 使用KVO監(jiān)聽(tīng)對(duì)象后余佛，對(duì)象和類對(duì)象之間會(huì)添加一個(gè)中間對(duì)象

image

NSKVONotifying_Person類內(nèi)部實(shí)現(xiàn)

我們從上面兩張圖很清楚的看到添加KVO之前和KVO之后的變化柠新，下面我們剖析一下這個(gè)中間類NSKVONotifying_Person（這里是*通配符,它代表數(shù)據(jù)類型，例如：int辉巡， longlong）

- (void)setAge:(int)age{
    _NSSet*ValueAndNotify();//這個(gè)方法調(diào)用順序是什么恨憎，它是在調(diào)用何處方法，都在setter方法改變中詳解
}

- (Class)class {
    return [LDPerson class];
}

- (void)dealloc {
    // 收尾工作
}

- (BOOL)_isKVOA {
    return YES;
}

• isa混寫之后如何調(diào)用方法
  1. 調(diào)用監(jiān)聽(tīng)的屬性設(shè)置方法郊楣，如 setAge:憔恳，都會(huì)先調(diào)用 NSKVONotify_Person 對(duì)應(yīng)的屬性設(shè)置方法瓤荔；
  2. 調(diào)用非監(jiān)聽(tīng)屬性設(shè)置方法，如 test钥组，會(huì)通過(guò) NSKVONotify_Person 的 superclass茉贡，找到 Person 類對(duì)象，再調(diào)用其 [Person test] 方法
• 為什么重寫class方法
  • 如果沒(méi)有重寫class方法,當(dāng)該對(duì)象調(diào)用class方法時(shí),會(huì)在自己的方法緩存列表,方法列表,父類緩存,方法列表一直向上去查找該方法,因?yàn)?code>class方法是NSObject中的方法,如果不重寫最終可能會(huì)返回NSKVONotifying_Person,就會(huì)將該類暴露出來(lái),也給開(kāi)發(fā)者造成困擾,寫的是Person,添加KVO之后class方法返回怎么是另一個(gè)類者铜。
• _isKVOA有什么作用
  • 這個(gè)方法可以當(dāng)做使用了KVO的一個(gè)標(biāo)記腔丧，系統(tǒng)可能也是這么用的。如果我們想判斷當(dāng)前類是否是KVO動(dòng)態(tài)生成的類作烟，就可以從方法列表中搜索這個(gè)方法愉粤。

setter實(shí)現(xiàn)不同

• 在測(cè)試代碼中，我們已經(jīng)通過(guò)地址查找添加KVO前后調(diào)用的方法

• //通過(guò)地址查找方法
  //添加KVO之前
  (lldb) p (IMP)0x10f24b470
  (IMP) $0 = 0x000000010f24b470 (KVO-test`-[Person setAge:] at Person.h:15)
  //添加KVO之后
  (lldb) p (IMP)0x10f5a6844
  (IMP) $1 = 0x000000010f5a6844 (Foundation`_NSSetLongLongValueAndNotify)
  
  

• • 0x10f24b470這個(gè)地址的setAge:實(shí)現(xiàn)是調(diào)用Person類的setAge:方法拿撩，并且是在Person.h的第15行衣厘。
  • 而0x10f5a6844這個(gè)地址的setAge:實(shí)現(xiàn)是調(diào)用_NSSetIntValueAndNotify這樣一個(gè)C函數(shù)。

KVO內(nèi)部調(diào)用流程

• 由于我們無(wú)法去窺探_NSSetIntValueAndNotify的真實(shí)結(jié)構(gòu)压恒，也無(wú)法去重寫NSKVONotifying_Person這個(gè)類影暴，所以我們只能利用它的父類Person類來(lái)分析其執(zhí)行過(guò)程。

  - (void)setAge:(int)age{
      _age = age;
      NSLog(@"setAge:");
  }
  
  - (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key{
      [super willChangeValueForKey:key];
      NSLog(@"willChangeValueForKey");
  }
  
  - (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key{
      NSLog(@"didChangeValueForKey - begin");
      [super didChangeValueForKey:key];
      NSLog(@"didChangeValueForKey - end");
  }
  @end
  
  //打印結(jié)果
  KVO-test[1457:637227] willChangeValueForKey
  KVO-test[1457:637227] setAge:
  KVO-test[1457:637227] didChangeValueForKey - begin
  KVO-test[1457:637227] didChangeValueForKey - end
  KVO-test[1457:637227] willChangeValueForKey
  KVO-test[1457:637227] didChangeValueForKey - begin
  KVO-test[1457:637227] didChangeValueForKey - end
  
  

<article class="_2rhmJa">

• • 通過(guò)打印結(jié)果探赫，我們可以清晰看到
    1. 首先調(diào)用willChangeValueForKey:方法型宙。
    2. 然后調(diào)用setAge:方法真正的改變屬性的值。
    3. 開(kāi)始調(diào)用didChangeValueForKey:這個(gè)方法伦吠，調(diào)用[super didChangeValueForKey:key]時(shí)會(huì)通知監(jiān)聽(tīng)者屬性值已經(jīng)改變妆兑，然后監(jiān)聽(tīng)者執(zhí)行自己的- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context這個(gè)方法。

• 下面我用一張圖來(lái)展示KVO執(zhí)行流程

  image

KVO擴(kuò)展

1.KVC 與 KVO 的不同毛仪？

• KVC(鍵值編碼)搁嗓，即 Key-Value Coding，一個(gè)非正式的 Protocol箱靴，使用字符串(鍵)訪問(wèn)一個(gè)對(duì)象實(shí)例變量的機(jī)制腺逛。而不是通過(guò)調(diào)用 Setter、Getter 方法等顯式的存取方式去訪問(wèn)衡怀。
• KVO(鍵值監(jiān)聽(tīng))棍矛，即 Key-Value Observing，它提供一種機(jī)制,當(dāng)指定的對(duì)象的屬性被修改后,對(duì)象就會(huì)接受到通知狈癞，前提是執(zhí)行了 setter 方法茄靠、或者使用了 KVC 賦值。

2.和 notification(通知)的區(qū)別蝶桶？

• KVO 和 NSNotificationCenter 都是 iOS 中觀察者模式的一種實(shí)現(xiàn)慨绳。區(qū)別在于，相對(duì)于被觀察者和觀察者之間的關(guān)系，KVO 是一對(duì)一的脐雪，而不是一對(duì)多的厌小。KVO 對(duì)被監(jiān)聽(tīng)對(duì)象無(wú)侵入性，不需要修改其內(nèi)部代碼即可實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽(tīng)战秋。
• notification 的優(yōu)點(diǎn)是監(jiān)聽(tīng)不局限于屬性的變化璧亚，還可以對(duì)多種多樣的狀態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，監(jiān)聽(tīng)范圍廣脂信，例如鍵盤癣蟋、前后臺(tái)等系統(tǒng)通知的使用也更顯靈活方便。

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