iOS中KVO的底層實現(xiàn)原理
在開發(fā)中我們經(jīng)常使用addObserver:forKeyPath:options:context:方法來觀察類的某個屬性的改變，然后在observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法中監(jiān)聽改變的回調(diào)透罢，其底層的實現(xiàn)原理大致如下：
- 利用
Runtime動態(tài)的生成一個子類呕寝，類名是NSKVONotifying_為前綴店乐。 - 蘋果為了隱藏KVO的實現(xiàn)，重寫了子類
class方法澜驮，返回的是父類的類對。 - 重寫了被監(jiān)聽屬性的
setter方法，這是實現(xiàn)KVO的關(guān)鍵释树，其實內(nèi)部調(diào)用了Foundation框架下的_NSSet***ValueAndNotify方法，看具體監(jiān)聽屬性的類型是什么擎淤，方法的調(diào)用名略有區(qū)別奢啥，這個方法的實現(xiàn)是KVO的核心，其大致實現(xiàn)邏輯如下：- 調(diào)用
- (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key方法表明屬性即將發(fā)生改變嘴拢。 - 調(diào)用父類原來的
setter方法的實現(xiàn)桩盲。 - 調(diào)用
- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key方法表明屬性已改變，其中這個方法里面會調(diào)用observeValueForKeyPath: ofObject: change: context:方法告知父類監(jiān)聽的屬性發(fā)生了改變席吴。
- 調(diào)用
上面只是大致了說了下底層的實現(xiàn)流程赌结，其實當(dāng)然還有一些其他的善后工作要做，這里我們不在深入研究抢腐，有興趣的可以利用查看源碼并用
Runtime打印監(jiān)聽前后類的方法列表以及實現(xiàn)進行跟蹤驗證姑曙。
自定義KVO的實現(xiàn)
上面已經(jīng)簡要介紹了KVO的實現(xiàn)原理，現(xiàn)在我們仿照上面的原理自己寫一個KVO的實現(xiàn)迈倍，也大致分為以下幾個步驟：
- 動態(tài)生成一個子類伤靠。
- 重寫
setter方法，在方法中，調(diào)用super的setter實現(xiàn)宴合，并通知觀察者焕梅。
首先定義一個NSObject(KVO)的分類，然后仿照蘋果一樣定義一個- (void)wy_addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context方法來監(jiān)聽屬性卦洽，方法的具體實現(xiàn)如下：
- (void)wy_addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context{
//1.利用 runtime贞言，動態(tài)生成一個類
//1.1 創(chuàng)建self的子類
NSString *oldClassName = NSStringFromClass([self class]);
NSString *newClassName = [@"wykvo_" stringByAppendingString:oldClassName];
const char *newName = [newClassName UTF8String];
//創(chuàng)建一個類的class
Class MyClass = objc_allocateClassPair([self class], newName, 0);
//注冊類
objc_registerClassPair(MyClass);
//2.添加一個set方法
class_addMethod(MyClass, @selector(setName:), (IMP)setName, "v@:@");
//3.改變isa指針（這個好像不利于把方法寫成活的，采用方法交換可能更好）
object_setClass(self, MyClass);
//4.保存觀察者對象
objc_setAssociatedObject(self, @"objc", observer, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
首先利用Runtime的objc_allocateClassPair方法來動態(tài)生成一個子類阀蒂，并添加一個setName的方法该窗，并改變isa指針的指向為新生成的子類，同時利用關(guān)聯(lián)對象為分類添加一個objc的屬性保存著觀察者對象以便后面通知觀察者屬性發(fā)生了改變蚤霞。
這里有幾個點需要注意酗失，由于這里只是簡單的模擬
name屬性的改變，所以set屬性的方法名是寫死的昧绣，實際上應(yīng)該根據(jù)keypath來動態(tài)確定规肴，這里不在深入；為了實現(xiàn)當(dāng)調(diào)用set方法能調(diào)用到新類的set方法上夜畴，采用了改變isa的指針來實現(xiàn)拖刃，這樣在調(diào)用時會根據(jù)isa的指向找到新類的實現(xiàn)；同時由于分類中需要保存觀察者贪绘，由于分類是不能添加屬性的兑牡，這里采用了關(guān)聯(lián)對象來保存觀察者對象。
void setName(id self,SEL _cmd,NSString *newName){
//調(diào)用父類的set方法税灌，需要在build打開容許消息機制
//保存子類類型
id class = [self class];
//改變self的isa指針
object_setClass(self, class_getSuperclass(class));
((void (*)(id, SEL, NSString *))objc_msgSend)(self, @selector(setName:), newName);
//拿到通知觀察者
id objc = objc_getAssociatedObject(self, @"objc");
// 通知觀察者
((void (*)(id, SEL, id, NSString *, id, void *))objc_msgSend)(objc, @selector(observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:),self,@"name",nil,nil);
//改回子類類型
object_setClass(self, class);
}
在setName的實現(xiàn)中发绢，由于需要首先調(diào)用原來的set實現(xiàn)，所以再次將isa指針指向原來的被觀察對象垄琐，同時利用objc_msgSend消息發(fā)送機制調(diào)用set方法，這樣會根據(jù)isa指針首先找到觀察類的set實現(xiàn)经柴，然后通過關(guān)聯(lián)對象拿到觀察者狸窘，利用objc_msgSend調(diào)用相應(yīng)的方法完成通知。
注意點
在使用KVO的過程中坯认，判斷某個屬性設(shè)置會不會觸發(fā)KVO需要看是否調(diào)用了set方法翻擒，比如如果直接對成員變量進行賦值則不會觸發(fā)KVO機制，比如Person類里面一個dog對象屬性牛哺，dog類有個name屬性嗎陋气，當(dāng)我們監(jiān)聽dog屬性時，如何用person.dog.name對dog的name進行賦值時則不會調(diào)用dog的set方法引润，是不會觸發(fā)KVO的巩趁，但是可以手動在person.dog.name的前后調(diào)用上面提到的willChangeValueForKey和didChangeValueForKey方法來觸發(fā)KVO機制。
總結(jié)
根據(jù)KVO的底層的實現(xiàn)原理淳附，利用Runtime的消息機制议慰，isa指針和關(guān)聯(lián)對象等相關(guān)底層知識模仿實現(xiàn)了KVO實現(xiàn)蠢古，這有助于進一步理解底層KVO的實現(xiàn)原理，并加深對Runtime的相關(guān)知識的理解别凹。
