iOS KVO的自我實現(xiàn)

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系統(tǒng)KVO的使用

  1. KVO：是一種鍵值觀察機制颂鸿，當某個對象為某屬性注冊了觀察后，只要該對象的此屬性發(fā)生改變攒庵，就會通知觀察者嘴纺。

  2. 用KVO 實現(xiàn)如下兩個效果：

屏幕快照 2017-03-30 下午4.52.32.png
屏幕快照 2017-03-30 下午4.52.42.png
  • 導航欄的透明度隨著UITableView的滑動距離而變化（這個功能其實也可以使用UIScrollViewDelegate的代理方法- (void)scrollViewDidScroll:(UIScrollView *)scrollView來實現(xiàn)）。
    （1） 為UITableView的contentOffset屬性注冊觀察浓冒，其中context這個參數(shù)是為了區(qū)分父類是否對該消息感興趣栽渴。
    [self.tableView addObserver:self forKeyPath:@"contentOffset" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:KVOContext_ContentOffset];

（2）實現(xiàn)觀察者回調(diào)方法- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSString *,id> *)change context:(void *)context

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSString *,id> *)change context:(void *)context
{
    if (context == KVOContext_ContentOffset) {
        if ([keyPath isEqualToString:@"contentOffset"]) {
            if (self.navBackView == nil) {
                UIView *view = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, -20, [UIScreen mainScreen].bounds.size.width, 64)];
                view.backgroundColor = [UIColor orangeColor];
                [self.navigationController.navigationBar insertSubview:view atIndex:0];
                self.navBackView = view;
            }
            CGPoint contentOffset = [change[NSKeyValueChangeNewKey] CGPointValue];
            CGFloat alpha = (contentOffset.y - 64)*(1/136.0);
            
            if (alpha >= 1) {
                self.navBackView.alpha = 1;
            }
            else if (alpha > 0 && alpha < 1)
            {
                self.navBackView.alpha = alpha;
            }
            else
            {
                self.navBackView.alpha = 0;
            }
        }
    } else {
        [super observeValueForKeyPath:keyPath ofObject:object change:change context:context];
    }
}

（3）在觀察者銷毀的時候移除掉觀察

- (void)dealloc
{
    [self removeObserver:self.tableView forKeyPath:@"contentOffset"];
}

說明：導航欄沒有設(shè)置透明度的方法和屬性，需要先設(shè)置導航欄的背景圖和陰影圖為空的圖片來設(shè)置導航欄的透明裆蒸，接著向?qū)Ш綑诓迦胍粋€視圖熔萧，通過控制該視圖的透明度來達到導航欄的控制導航欄的透明度效果。

    [self.navigationController.navigationBar setBackgroundImage:[[UIImage alloc] init] forBarMetrics:UIBarMetricsDefault];
    [self.navigationController.navigationBar setShadowImage:[[UIImage alloc] init]];
  • 為UITableView添加多個cell僚祷，每個cell上都有一個時間不一樣的倒計時佛致。
    （1）先包裝一個時間數(shù)據(jù)模型
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface TimeModel : NSObject

@property (copy, nonatomic) NSString *title;
@property (assign, nonatomic) NSInteger time;

@end

（2）在cell中增加一個TimeModel屬性，并在設(shè)置屬性的時候辙谜，注冊觀察俺榆，實現(xiàn)觀察者回調(diào)方法

- (void)setTimeModel:(TimeModel *)timeModel
{
    if (timeModel) {
        [timeModel addObserver:self forKeyPath:@"time" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:KVOContext];
        self.textLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"%@倒計時：%i", timeModel.title, (int)timeModel.time];
        
        if (_timeModel) {
            [_timeModel removeObserver:self forKeyPath:@"time"];
        }
        _timeModel = timeModel;
    }
}
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context
{
    if (context == KVOContext) {
        if ([keyPath isEqualToString:@"time"]) {
            self.textLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"%@倒計時：%i", self.timeModel.title, [change[NSKeyValueChangeNewKey] intValue]];
        }
    } else {
        [super observeValueForKeyPath:keyPath ofObject:object change:change context:context];
    }
}

（3）在控制器中用一個定時器來更改倒計時的時間

    self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(timerAction:) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

- (void)timerAction:(NSTimer *)timer
{
    for (TimeModel *timeModel in self.dataArr) {
        if (timeModel.time > 0) {
            timeModel.time--;
        }
    }
}

注意：
<1>在cell中設(shè)置時間模型的時候，因為cell是重用的装哆，如果cell中存在時間模型罐脊，得先移除掉對該時間模型的觀察定嗓，再為新賦值的時間模型注冊觀察。
<2>只要設(shè)置了觀察者萍桌，就必須移除宵溅，在觀察者銷毀的時候移除掉所有觀察。

KVO的實現(xiàn)原理

當觀察某對象A時上炎，KVO機制動態(tài)創(chuàng)建一個對象A當前類的子類恃逻，并為這個新的子類重寫了被觀察屬性keyPath的setter 方法。setter 方法隨后負責通知觀察對象屬性的改變狀況藕施。

Apple 使用了 isa 混寫（isa-swizzling）來實現(xiàn) KVO 寇损。當觀察對象A時，KVO機制動態(tài)創(chuàng)建一個新的名為： NSKVONotifying_A的新類裳食，該類繼承自對象A的本類矛市，且KVO為NSKVONotifying_A重寫觀察屬性的setter 方法，setter 方法會負責在調(diào)用原 setter 方法之前和之后诲祸，通知所有觀察對象屬性值的更改情況浊吏。

在這個過程，被觀察對象的 isa 指針從指向原來的A類烦绳，被KVO機制修改為指向系統(tǒng)新創(chuàng)建的子類 NSKVONotifying_A類卿捎，來實現(xiàn)當前類屬性值改變的監(jiān)聽；

所以當我們從應(yīng)用層面上看來径密，完全沒有意識到有新的類出現(xiàn)午阵，這是系統(tǒng)“隱瞞”了對KVO的底層實現(xiàn)過程，讓我們誤以為還是原來的類享扔。但是此時如果我們創(chuàng)建一個新的名為“NSKVONotifying_A”的類()底桂，就會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行到注冊KVO的那段代碼時程序就崩潰，因為系統(tǒng)在注冊監(jiān)聽的時候動態(tài)創(chuàng)建了名為NSKVONotifying_A的中間類惧眠，并指向這個中間類了籽懦。

（isa 指針的作用：每個對象都有isa 指針，指向該對象的類氛魁，它告訴 Runtime 系統(tǒng)這個對象的類是什么暮顺。所以對象注冊為觀察者時，isa指針指向新子類秀存，那么這個被觀察的對象就神奇地變成新子類的對象（或?qū)嵗┝舜仿搿＃?因而在該對象上對 setter 的調(diào)用就會調(diào)用已重寫的 setter，從而激活鍵值通知機制或链。

KVO的鍵值觀察通知依賴于 NSObject 的兩個方法:willChangeValueForKey:和 didChangevlueForKey:惫恼，在存取數(shù)值的前后分別調(diào)用2個方法：

被觀察屬性發(fā)生改變之前，willChangeValueForKey:被調(diào)用澳盐，通知系統(tǒng)該 keyPath 的屬性值即將變更祈纯；當改變發(fā)生后令宿， didChangeValueForKey: 被調(diào)用，通知系統(tǒng)該 keyPath 的屬性值已經(jīng)變更腕窥；之后袁翁， observeValueForKey:ofObject:change:context: 也會被調(diào)用吊档。且重寫觀察屬性的setter 方法這種繼承方式的注入是在運行時而不是編譯時實現(xiàn)的却邓。

KVO的自我實現(xiàn)

  • 創(chuàng)建一個類毕荐，用于存儲觀察者，觀察的屬性冕碟，以及觀察者的回調(diào)方法。
@interface QSPKVOInfo : NSObject

@property (weak, nonatomic) id observer;
@property (copy, nonatomic) NSString *key;
@property (copy, nonatomic) KVOBlock block;

@end

@implementation QSPKVOInfo

+ (instancetype)QSPKVOInfo:(id)observer key:(NSString *)key block:(KVOBlock)block
{
    return [[self alloc] initWithObserver:observer key:key block:block];
}
- (instancetype)initWithObserver:(id)observer key:(NSString *)key block:(KVOBlock)block
{
    if (self = [super init]) {
        self.observer = observer;
        self.key = key;
        self.block = block;
    }
    
    return self;
}

@end
  • 創(chuàng)建一個NSObject的分類匆浙，并添加一個添加觀察者和一個移除觀察者的方法
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <UIKit/UIKit.h>

typedef void (^KVOBlock)(id object, id observer, NSString *key, CGPoint oldValue, CGPoint newValue);

@interface NSObject (KVO)

- (void)QSP_addObserver:(NSObject *)observer forkey:(NSString *)key withBlock:(KVOBlock)block;
- (void)QSP_removeObserver:(NSObject *)observer forkey:(NSString *)key;

@end
  • 實現(xiàn)添加觀察者的方法- (void)QSP_addObserver:(NSObject *)observer forkey:(NSString *)key withBlock:(KVOBlock)block
- (void)QSP_addObserver:(NSObject *)observer forkey:(NSString *)key withBlock:(KVOBlock)block
{
    //1.檢查對象的類有沒有相應(yīng)的 setter 方法安寺。如果沒有拋出異常；
    Class class = [self class];
    SEL setterSelector = NSSelectorFromString(setterForGeter(key));
    Method setterMethod = class_getInstanceMethod(class, setterSelector);
    if (!setterMethod) {
        NSLog(@"%@屬性不存在首尼！", key);
        return;
    }
    
    //2.檢查對象 isa 指向的類是不是一個 KVO 類挑庶。如果不是，新建一個繼承原來類的子類软能，并把 isa 指向這個新建的子類迎捺；
    NSString *className = NSStringFromClass(class);
    if (![className hasPrefix:KVOClassPrefix]) {
        class = [self makeKvoClassWithOriginalClassName:className];
        object_setClass(self, class);
    }
    NSLog(@"%@", [self class]);
    
    //3.檢查對象的 KVO 類重寫過沒有這個 setter 方法。如果沒有查排，添加重寫的 setter 方法凳枝；
    if (![self hasSelector:setterSelector]) {
        const char *methodTypes = method_getTypeEncoding(class_getInstanceMethod(class, setterSelector));
        NSLog(@"%s", methodTypes);
        BOOL success = NO;
        NSLog(@"valueClass:%@", [[self valueForKey:key] class]);
        if ([[self valueForKey:key] isKindOfClass:[NSObject class]]) {
            success = class_addMethod(class, setterSelector, (IMP)kvo_setter, methodTypes);
        }
        if (success) {
            NSLog(@"重寫%@方法成功！", NSStringFromSelector(setterSelector));
        }
        else
        {
            NSLog(@"重寫%@方法失敯虾恕岖瑰！", NSStringFromSelector(setterSelector));
        }
    }
    
    //4.添加這個觀察者
    NSMutableDictionary *infoDic = objc_getAssociatedObject(self, KVOInfoDictionaryName.UTF8String);
    if (infoDic == nil) {
        infoDic = [NSMutableDictionary dictionaryWithCapacity:1];
        objc_setAssociatedObject(self, KVOInfoDictionaryName.UTF8String, infoDic, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    }
    
    QSPKVOInfo *info = [QSPKVOInfo QSPKVOInfo:observer key:key block:block];
    infoDic[key] = info;
}
  • 實現(xiàn)幾個輔助方法
/**
 根據(jù)getter方法名獲取setter方法名

 @param key getter方法名
 @return setter方法名
 */
NSString * setterForGeter(NSString *key)
{
    if (key && key.length > 0) {
        NSString *upperKey = [key uppercaseString];
        return [NSString stringWithFormat:@"set%@%@:", [upperKey substringToIndex:1], [key substringFromIndex:1]];
    }
    
    return nil;
}

/**
 根據(jù)setter方法名獲取getter方法名

 @param setter setter方法名
 @return getter方法名
 */
NSString * getterForSetter(NSString *setter)
{
    if ([setter hasPrefix:@"set"] && [setter hasSuffix:@":"]) {
        NSString *lowerKey = [setter lowercaseString];
        return [NSString stringWithFormat:@"%@%@", [lowerKey substringWithRange:NSMakeRange(3, 1)], [setter substringWithRange:NSMakeRange(4, setter.length - 5)]];
    }
    
    return nil;
}

/**
 kvo類class方法的IMP
 */
Class kvo_class(id self, SEL _cmd)
{
//    return object_getClass(self);
    return class_getSuperclass(object_getClass(self));
}

/**
 判斷類中是否存在某個方法

 @param selector SLE
 */
- (BOOL)hasSelector:(SEL)selector
{
    unsigned int methodListCount = 0;
    Method *methodList = class_copyMethodList(object_getClass(self), &methodListCount);
    for (int index = 0; index < methodListCount; index++) {
        NSLog(@"%@", NSStringFromSelector(method_getName(methodList[index])));
        if (selector == method_getName(methodList[index])) {
            return YES;
        }
    }
    
    return NO;
}

/**
 kvo類的setter方法的IMP
 */
void kvo_setter(id self, SEL _cmd, CGPoint value)
{
    NSString *setterName = NSStringFromSelector(_cmd);
    NSString *getterName = getterForSetter(setterName);
    
    if (!getterName) {
        NSLog(@"%@屬性不存在！", getterName);
    }
    
    id oldValue = [self valueForKey:getterName];
    NSLog(@"oldValue:%@", oldValue);
    NSLog(@"newValue:%@", NSStringFromCGPoint(value));
    
    struct objc_super superclazz = {
        .receiver = self,
        .super_class = class_getSuperclass(object_getClass(self))
    };
    void (*objc_msgSendSuperCasted)(void *, SEL, CGPoint) = (void *)objc_msgSendSuper;
    objc_msgSendSuperCasted(&superclazz, _cmd, value);
    
    NSMutableDictionary *infoDic = objc_getAssociatedObject(self, KVOInfoDictionaryName.UTF8String);
    QSPKVOInfo *info = infoDic[getterName];
    if (info.block) {
        info.block(self, info.observer, info.key, [oldValue CGPointValue], value);
    }
}

/**
 根據(jù)類名創(chuàng)建kvo類
 
 @param originalClazzName 類名
 @return kvo類
 */
- (Class)makeKvoClassWithOriginalClassName:(NSString *)originalClazzName
{
    NSString *kvoClassName = [KVOClassPrefix stringByAppendingString:originalClazzName];
    Class kvoClass = NSClassFromString(kvoClassName);
    if (kvoClass) {
        return kvoClass;
    }
    
    Class originalClass = [self class];
    kvoClass = objc_allocateClassPair(originalClass, kvoClassName.UTF8String, 0);
    BOOL success = class_addMethod(kvoClass, @selector(class), (IMP)kvo_class, method_getTypeEncoding(class_getClassMethod(originalClass, @selector(class))));
    if (success) {
        NSLog(@"重寫class方法成功砂代！");
    }
    else
    {
        NSLog(@"重寫class方法失斕６！");
    }
    objc_registerClassPair(kvoClass);
    
    return kvoClass;
}
  • 實現(xiàn)移除觀察者的方法
- (void)QSP_removeObserver:(NSObject *)observer forkey:(NSString *)key
{
    NSMutableDictionary *infoDic = objc_getAssociatedObject(self, KVOInfoDictionaryName.UTF8String);
    QSPKVOInfo *info = infoDic[key];
    
    if ([info.key isEqualToString:key] && info.observer == observer) {
        [infoDic removeObjectForKey:key];
    }
}

說明：在這里我只實現(xiàn)了對CGPoint屬性的刻伊，如果真的要實現(xiàn)一個KVO框架的話露戒，還需定義一個數(shù)據(jù)模型出來，用來承載任何類型的屬性捶箱，并能夠解析出對應(yīng)的數(shù)據(jù)智什。

使用自定義的KVO

使用上面的第一個示例，對UITableView的contentOffset屬性進行監(jiān)聽讼呢，實現(xiàn)對導航欄透明度的控制

[self.tableView QSP_addObserver:self forkey:@"contentOffset" withBlock:^(id object, id observer, NSString *key, CGPoint oldValue, CGPoint newValue) {
        if (self.navBackView == nil) {
            UIView *view = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, -20, [UIScreen mainScreen].bounds.size.width, 64)];
            view.backgroundColor = [UIColor orangeColor];
            [self.navigationController.navigationBar insertSubview:view atIndex:0];
            self.navBackView = view;
        }
        
        CGPoint contentOffset = newValue;
        CGFloat alpha = (contentOffset.y - 64)*(1/136.0);
        
        if (alpha >= 1) {
            self.navBackView.alpha = 1;
        }
        else if (alpha > 0 && alpha < 1)
        {
            self.navBackView.alpha = alpha;
        }
        else
        {
            self.navBackView.alpha = 0;
        }
    }];

記得在dealoc方法中移除觀察

- (void)dealloc
{
    [self.tableView QSP_removeObserver:self forkey:@"contentOffset"];
}
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