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作者微信號：christgreenlaw

本文的原文缀雳。本文只對其進行翻譯。

What Is It? 這是個啥玩意梢睛？

很多讀者早就知道這個東西了肥印，但是我們還是要簡單的回憶一下：KVO是Cocoa Bindings底層的技術(shù)识椰，讓某些對象能夠在其他對象的屬性被更改時獲得通知。一個對象觀察（observe)另一個對象的key深碱。當被觀察的對象更改了這個key 的值時腹鹉，觀察者就得到了通知。挺好理解的是吧莹痢？牛逼的地方在于：KVO一般不需要給被觀察者寫任何的代碼种蘸。

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所以說到底這是怎么做到的？竟然不需要給被觀察者寫代碼竞膳？其實秘密就在OC runtime里航瞭。當你第一次觀察一個特定類的一個對象時，KVO就在運行時創(chuàng)建一個全新的類坦辟，這個類其實繼承了你所觀察的類刊侯。在這個新類中，它會將你所觀察的屬性（key）的setter重寫锉走。然后它修改你這個對象的isa指針（也就是告知OC runtime某一塊內(nèi)存到底是什么類型的對象的指針）滨彻，這樣你的對象就成了這個新類的實例。

被重寫的方法執(zhí)行了通知觀察者的工作挪蹭。所以這個邏輯就是：對一個key 的修改必須經(jīng)過key 的set方法亭饵。對set方法的修改使得set方法可以截獲修改，并在set方法被調(diào)用時向觀察者發(fā)送通知梁厉。（當然辜羊，如果你直接修改實例變量的話，你也可能不經(jīng)過set方法就進行修改词顾。KVO要求進行KVO的類要么決不能這樣做（也就是決不能直接修改實例變量）八秃，要么必須將對ivar的直接訪問包裝在手動的通知調(diào)用中。）

有點棘手的是：Apple實際上不希望別人知道這個技術(shù)原理肉盹。不僅僅是setter昔驱，動態(tài)繼承（dynamic subclass）也重寫了-class方法來欺騙你，返回原始的類上忍！如果你不仔細觀察的話骤肛，KVO觀察的對象就和其他沒有被觀察的部分一模一樣。

Digging Deeper 再挖掘一下

不多廢話了窍蓝，我們來看看到底是怎樣工作的萌衬。我寫了一個程序，它展示了KVO背后的原理它抱。由于動態(tài)KVO繼承（dynamic KVO subclass）希望隱藏自己的存在，我主要使用了OC runtime'方法來獲得我們希望獲得的信息朴艰。

以下是代碼：

// gcc -o kvoexplorer -framework Foundation kvoexplorer.m
    
    #import <Foundation/Foundation.h>
    #import <objc/runtime.h>
    
    
    @interface TestClass : NSObject
    {
        int x;
        int y;
        int z;
    }
    @property int x;
    @property int y;
    @property int z;
    @end
    @implementation TestClass
    @synthesize x, y, z;
    @end
    
    static NSArray *ClassMethodNames(Class c)
    {
        NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
        
        unsigned int methodCount = 0;
        Method *methodList = class_copyMethodList(c, &methodCount);
        unsigned int i;
        for(i = 0; i < methodCount; i++)
            [array addObject: NSStringFromSelector(method_getName(methodList[i]))];
        free(methodList);
        
        return array;
    }
    
    static void PrintDescription(NSString *name, id obj)
    {
        NSString *str = [NSString stringWithFormat:
            @"%@: %@\n\tNSObject class %s\n\tlibobjc class %s\n\timplements methods <%@>",
            name,
            obj,
            class_getName([obj class]),
            class_getName(obj->isa),
            [ClassMethodNames(obj->isa) componentsJoinedByString:@", "]];
        printf("%s\n", [str UTF8String]);
    }
    
    int main(int argc, char **argv)
    {
        [NSAutoreleasePool new];
        
        TestClass *x = [[TestClass alloc] init];
        TestClass *y = [[TestClass alloc] init];
        TestClass *xy = [[TestClass alloc] init];
        TestClass *control = [[TestClass alloc] init];
        
        [x addObserver:x forKeyPath:@"x" options:0 context:NULL];
        [xy addObserver:xy forKeyPath:@"x" options:0 context:NULL];
        [y addObserver:y forKeyPath:@"y" options:0 context:NULL];
        [xy addObserver:xy forKeyPath:@"y" options:0 context:NULL];
        
        PrintDescription(@"control", control);
        PrintDescription(@"x", x);
        PrintDescription(@"y", y);
        PrintDescription(@"xy", xy);
        
        printf("Using NSObject methods, normal setX: is %p, overridden setX: is %p\n",
              [control methodForSelector:@selector(setX:)],
              [x methodForSelector:@selector(setX:)]);
        printf("Using libobjc functions, normal setX: is %p, overridden setX: is %p\n",
              method_getImplementation(class_getInstanceMethod(object_getClass(control),
                                       @selector(setX:))),
              method_getImplementation(class_getInstanceMethod(object_getClass(x),
                                       @selector(setX:))));
        
        return 0;
    }

大地瓜注：這段代碼似乎在Xcode9下無法正確執(zhí)行观蓄，會提示obj->isa這一行有問題混移。

我們來重頭到尾分析一下。

首先我們定義了一個TestClass類侮穿，有三個屬性歌径。（KVO對非@property的key也有效，但是這樣最容易定義setter和getter）亲茅。

接下來定義了一組功能函數(shù)回铛。ClassMethodNames使用了OC運行時方法遍歷一個類然后得到其實現(xiàn)的所有方法的列表。要注意：它只是獲得了在class中直接實現(xiàn)的方法克锣，并不獲取超類的方法茵肃。PrintDescription把傳入的對象的詳細描述打印，展示了通過-class方法獲得的對象的類袭祟，也展示了通過OCruntime函數(shù)獲得的對象的類以及這個類上實現(xiàn)的方法验残。

接下來我們開始試驗這些功能。我們創(chuàng)建了TestClass的四個實例巾乳，每一個都用不同的方法進行觀察您没。x實例觀察x的key，y也類似胆绊，xy將會同時觀察x和y的key氨鹏。z 的key不進行觀察以進行對比。最后control實例作為一個實驗中的控制變量压状，將不會進行觀察仆抵。

接下來我們打印出四個對象的描述。

接下來我們更深入的挖掘一下重寫的setter何缓，將control對象的和被觀察對象的-setX:方法的實現(xiàn)的地址打印出來肢础，進行對比。我們做兩次這個操作碌廓，因為使用-methodForSelector:不能展示出重寫传轰。KVO期望隱藏動態(tài)繼承，甚至希望用這個技術(shù)隱藏重寫的方法谷婆！但是使用OCruntime函數(shù)卻可以輸出合理的結(jié)果慨蛙。

運行代碼

所以說以上就是代碼所做的事。我們來看一下運行的結(jié)果：

    control: <TestClass: 0x104b20>
        NSObject class TestClass
        libobjc class TestClass
        implements methods <setX:, x, setY:, y, setZ:, z>
    x: <TestClass: 0x103280>
        NSObject class TestClass
        libobjc class NSKVONotifying_TestClass
        implements methods <setY:, setX:, class, dealloc, _isKVOA>
    y: <TestClass: 0x104b00>
        NSObject class TestClass
        libobjc class NSKVONotifying_TestClass
        implements methods <setY:, setX:, class, dealloc, _isKVOA>
    xy: <TestClass: 0x104b10>
        NSObject class TestClass
        libobjc class NSKVONotifying_TestClass
        implements methods <setY:, setX:, class, dealloc, _isKVOA>
    Using NSObject methods, normal setX: is 0x195e, overridden setX: is 0x195e
    Using libobjc functions, normal setX: is 0x195e, overridden setX: is 0x96a1a550

首先打印出了control對象纪挎。與期望相符的是期贫，它所屬的類是TestClass，并且也實現(xiàn)了我們從類的屬性所同步來的六個方法异袄。

接下來打印了三個被觀察的對象通砍。注意到：盡管-class方法還是顯示TestClass，使用object_getClass卻展現(xiàn)這個對象的真實面貌：它是一個NSKVONotifying_TestClass對象。這就是動態(tài)繼承的子類封孙！

來看一下它是怎么實現(xiàn)兩個被觀察的setter的迹冤。你會注意到不重寫-setZ:是很聰明的，因為即使它也是一個setter虎忌，但是并沒有人觀察它泡徙。我們可以推測，如果我們給z也添加一個觀察者膜蠢，那么NSKVONotifying_Class也會給-setZ:進行重寫堪藐。同時也要注意三個實例同屬一個類，也就是說它們都重寫了兩個setter挑围，盡管他們兩個都只被觀察了一個屬性礁竞。即使對于未觀察的屬性也調(diào)用被觀察的setter，這樣會有性能損耗贪惹，但是Apple顯然覺得：如果每個對象都有一組不同的key被觀察苏章，不生成多個動態(tài)繼承的子類是更合適的。我也覺得這樣是對的奏瞬。

你也會觀察到三個其他的方法枫绅。這就是前面提到的被重寫的-class方法，這個方法希望隱藏掉這個動態(tài)子類的存在硼端。還有一個-dealloc方法來進行清理并淋。另外還有一個神秘的-_isKVOA方法，這個方法看起來像是一個私有方法珍昨，Apple的代碼可以使用這個方法來確定一個獨享是不是服從動態(tài)繼承县耽。

接下來我們打印出了-setX:的實現(xiàn)。使用-methodForSelector:給兩者返回了相同的值镣典。既然在動態(tài)子類中不存在這個方法的重寫兔毙，這肯定意味著-methodForSelector:使用了-class作為內(nèi)部實現(xiàn)的一部分，也因此獲得了錯誤的結(jié)果兄春。

所以我們當然就略過這些東西澎剥，使用了OCruntime來打印出了實現(xiàn)，然后我們就能看到不同了赶舆。原始的方法和-methodForSelector:相同哑姚，但第二個完全不同。

作為優(yōu)秀的探索者芜茵，我們在debugger中運行叙量，這樣我們可以清晰的看到第二個函數(shù)是什么：

(gdb) print (IMP)0x96a1a550
$1 = (IMP) 0x96a1a550 <_NSSetIntValueAndNotify>

這是某種私有方法，實現(xiàn)了觀察的通知工作九串。通過使用Foundation中的nm -a绞佩，我們能夠得到私有方法的完整列表。

0013df80 t __NSSetBoolValueAndNotify
    000a0480 t __NSSetCharValueAndNotify
    0013e120 t __NSSetDoubleValueAndNotify
    0013e1f0 t __NSSetFloatValueAndNotify
    000e3550 t __NSSetIntValueAndNotify
    0013e390 t __NSSetLongLongValueAndNotify
    0013e2c0 t __NSSetLongValueAndNotify
    00089df0 t __NSSetObjectValueAndNotify
    0013e6f0 t __NSSetPointValueAndNotify
    0013e7d0 t __NSSetRangeValueAndNotify
    0013e8b0 t __NSSetRectValueAndNotify
    0013e550 t __NSSetShortValueAndNotify
    0008ab20 t __NSSetSizeValueAndNotify
    0013e050 t __NSSetUnsignedCharValueAndNotify
    0009fcd0 t __NSSetUnsignedIntValueAndNotify
    0013e470 t __NSSetUnsignedLongLongValueAndNotify
    0009fc00 t __NSSetUnsignedLongValueAndNotify
    0013e620 t __NSSetUnsignedShortValueAndNotify

這個列表中我們可以發(fā)現(xiàn)很多有趣的東西。首先你可能看到了Apple不得不為它們想支持的每一個原始類型都實現(xiàn)了獨立的函數(shù)征炼。它們對于OC對象（_NSSetObjectValueAndNotify）只需要一個方法析既，但是需要對其余的部分實現(xiàn)一整套方法。這套方法好像不太完整谆奥，其中不包含long double _Bool的方法。甚至對普通指針類型也沒有方法拂玻，就比如CFTypeDef的酸些。盡管對于不同的常見Cocoa structs有幾個函數(shù)，顯然這里并沒有其他特別多的structs的函數(shù)檐蚜。這意味著這些類型的屬性不能進行自動的KVO通知魄懂，一定要記住４车凇Ｊ欣酢！

KVO是一個很強大的技術(shù)咳短，有時候可能有點過于強大了填帽，尤其是當涉及到自動通知的時候。現(xiàn)在你很清楚它內(nèi)部是怎么工作的了咙好，這個認知會幫助你決定怎么使用它（KVO）篡腌，或者在出錯的時候幫助你進行debug。

如果你準備在你自己的應(yīng)用中使用KVO勾效，你也許想看看我的文章Key-Value Observing Done Right嘹悼。

總結(jié)

以下并非關(guān)鍵內(nèi)容，大地瓜不翻譯了层宫。