作者：wangzz
原文地址：http://blog.csdn.net/wzzvictory/article/details/9674431

前言：
1墓造、本文基本不講KVC/KVO的用法紊册，只結(jié)合網(wǎng)上的資料說說對這種技術(shù)的理解。
2、由于KVO內(nèi)容較少吮廉，而且是以KVC為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的盅称，本文將著重介紹KVC部分蜗顽。
一萍膛、簡介
KVC/KVO是觀察者模式的一種實(shí)現(xiàn)，在Cocoa中是以被萬物之源NSObject類實(shí)現(xiàn)的NSKeyValueCoding/NSKeyValueObserving非正式協(xié)議的形式被定義為基礎(chǔ)框架的一部分擅羞。從協(xié)議的角度來說尸变，KVC/KVO本質(zhì)上是定義了一套讓我們?nèi)プ袷睾蛯?shí)現(xiàn)的方法。
當(dāng)然减俏，KVC/KVO實(shí)現(xiàn)的根本是Objective-C的動態(tài)性和runtime召烂，這在后文的原理部分會有詳述。
另外娃承，KVC/KVO機(jī)制離不開訪問器方法的實(shí)現(xiàn)奏夫，這在后文中也有解釋。
1草慧、KVC簡介
全稱是Key-value coding桶蛔，翻譯成鍵值編碼匙头。顧名思義漫谷，在某種程度上跟map的關(guān)系匪淺。它提供了一種使用字符串而不是訪問器方法去訪問一個對象實(shí)例變量的機(jī)制蹂析。
2舔示、KVO簡介
全稱是Key-value observing碟婆，翻譯成鍵值觀察。提供了一種當(dāng)其它對象屬性被修改的時候能通知當(dāng)前對象的機(jī)制惕稻。再M(fèi)VC大行其道的Cocoa中竖共，KVO機(jī)制很適合實(shí)現(xiàn)model和controller類之間的通訊。
二俺祠、KVC相關(guān)技術(shù)
1公给、Key和Key Path
KVC定義了一種按名稱訪問對象屬性的機(jī)制，支持這種訪問的主要方法是：
[java] view plain copy

• (id)valueForKey:(NSString *)key;
• (void)setValue:(id)value forKey:(NSString *)key;
• (id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;
• (void)setValue:(id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;

前邊兩個方法用到的Key較容易理解蜘渣，就是要訪問的屬性名稱對應(yīng)的字符串淌铐。
后面兩個方法用到的KeyPath是一個被點(diǎn)操作符隔開的用于訪問對象的指定屬性的字符串序列。比如KeyPath address.street將會訪問消息接收對象所包含的address屬性中包含的一個street屬性蔫缸。其實(shí)KeyPath說白了就是我們平時使用點(diǎn)操作訪問某個對象的屬性時所寫的那個字符串腿准。
2、點(diǎn)語法和KVC
在實(shí)現(xiàn)了訪問器方法的類中拾碌，使用點(diǎn)語法和KVC訪問對象其實(shí)差別不大吐葱，二者可以任意混用。但是沒有訪問起方法的類中校翔，點(diǎn)語法無法使用弟跑，這時KVC就有優(yōu)勢了。（原因見第三部分的第一節(jié)：KVC如何訪問屬性值防症。）
3窖认、一對多關(guān)系（To-Many）中的集合訪問器方法
我們平時大部分使用的屬性都是一對一關(guān)系（To-One）,比如Person類中的name屬性，每個人只有一個名字告希。但也有一對多的關(guān)系扑浸，比如Person中有一個friendsName屬性，這是個集合（在Objective-C中可以是NSArray燕偶，NSSet等）喝噪，保存的是一個人的所有朋友的名字。
當(dāng)操作一對多的屬性中的內(nèi)容時指么，我們有兩種選擇：
①間接操作
先通過KVC方法取到集合屬性酝惧，然后通過集合屬性操作集合中的元素。
②直接操作
蘋果為我們提供了一些方法模板伯诬，我們可以以規(guī)定的格式實(shí)現(xiàn)這些方法來達(dá)到訪問集合屬性中元素的目的晚唇。
有序集合對應(yīng)方法如下：
[java] view plain copy

-countOf<Key>
//必須實(shí)現(xiàn)，對應(yīng)于NSArray的基本方法count:
-objectIn<Key>AtIndex:
-<key>AtIndexes:
//這兩個必須實(shí)現(xiàn)一個盗似，對應(yīng)于 NSArray 的方法 objectAtIndex: 和 objectsAtIndexes:
-get<Key>:range:
//不是必須實(shí)現(xiàn)的哩陕，但實(shí)現(xiàn)后可以提高性能，其對應(yīng)于 NSArray 方法 getObjects:range:

-insertObject:in<Key>AtIndex:
-insert<Key>:atIndexes:
//兩個必須實(shí)現(xiàn)一個，類似于 NSMutableArray 的方法 insertObject:atIndex: 和 insertObjects:atIndexes:
-removeObjectFrom<Key>AtIndex:
-remove<Key>AtIndexes:
//兩個必須實(shí)現(xiàn)一個悍及，類似于 NSMutableArray 的方法 removeObjectAtIndex: 和 removeObjectsAtIndexes:
-replaceObjectIn<Key>AtIndex:withObject:
-replace<Key>AtIndexes:with<Key>:
//可選的闽瓢，如果在此類操作上有性能問題，就需要考慮實(shí)現(xiàn)之

無序集合對應(yīng)方法如下：
[java] view plain copy

-countOf<Key>
//必須實(shí)現(xiàn)心赶，對應(yīng)于NSArray的基本方法count:
-objectIn<Key>AtIndex:
-<key>AtIndexes:
//這兩個必須實(shí)現(xiàn)一個扣讼，對應(yīng)于 NSArray 的方法 objectAtIndex: 和 objectsAtIndexes:
-get<Key>:range:
//不是必須實(shí)現(xiàn)的，但實(shí)現(xiàn)后可以提高性能缨叫，其對應(yīng)于 NSArray 方法 getObjects:range:

-insertObject:in<Key>AtIndex:
-insert<Key>:atIndexes:
//兩個必須實(shí)現(xiàn)一個椭符，類似于 NSMutableArray 的方法 insertObject:atIndex: 和 insertObjects:atIndexes:
-removeObjectFrom<Key>AtIndex:
-remove<Key>AtIndexes:
//兩個必須實(shí)現(xiàn)一個，類似于 NSMutableArray 的方法 removeObjectAtIndex: 和 removeObjectsAtIndexes:
-replaceObjectIn<Key>AtIndex:withObject:
-replace<Key>AtIndexes:with<Key>:
//這兩個都是可選的耻姥，如果在此類操作上有性能問題艰山，就需要考慮實(shí)現(xiàn)之

不過這些方法除非是很有需求，否則個人認(rèn)為沒有實(shí)現(xiàn)的必要咏闪，間接法也不是很麻煩曙搬，基本能滿足需求了。值得指出的是鸽嫂，蘋果甚至都沒有讓這些方法以哪怕是非正式協(xié)議的形式出現(xiàn)纵装，而只是在編程指南中提了一下。
4据某、鍵值驗(yàn)證（Key-Value Validation）
KVC提供了驗(yàn)證Key對應(yīng)的Value是否可用的方法：
[java] view plain copy

• (BOOL)validateValue:(inout id *)ioValue forKey:(NSString *)inKey error:(out NSError **)outError;

該方法默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)是調(diào)用一個如下格式的方法：
[java] view plain copy

• (BOOL)validate<Key>:error:

比如屬性name對應(yīng)的方法為：
[java] view plain copy

-(BOOL)validateName:(id *)ioValue error:(NSError * __autoreleasing *)outError {
// Implementation specific code.
return ...;
}

這樣就給了我們一次糾錯的機(jī)會橡娄。
需要指出的是，KVC是不會自動調(diào)用鍵值驗(yàn)證方法的癣籽，就是說我們需要手動驗(yàn)證挽唉。但是有些技術(shù)，比如CoreData會自動調(diào)用筷狼。
5瓶籽、KVC對數(shù)值和結(jié)構(gòu)體型屬性的支持
一套機(jī)制如果不支持?jǐn)?shù)值和結(jié)構(gòu)體型的數(shù)據(jù)，那么它的實(shí)用性就會大大折扣埂材。幸運(yùn)的是KVC中蘋果對這方面的支持做的很好塑顺。KVC可以自動的將數(shù)值或結(jié)構(gòu)體型的數(shù)據(jù)打包或解包成NSNumber或NSValue對象，以達(dá)到適配的目的俏险。
舉個例子严拒，Person類有個個NSInteger類型的age屬性
①修改值
我們通過KVC技術(shù)使用如下方式設(shè)置age屬性的值：
[java] view plain copy

[person setValue:[NSNumber numberWithInteger:5] forKey:@"age"];

我們賦給age的是一個NSNumber對象，KVC會自動的將NSNumber對象轉(zhuǎn)換成NSInteger對象竖独，然后再調(diào)用相應(yīng)的訪問器方法設(shè)置age的值裤唠。
②獲取值
同樣，以如下方式獲取age屬性值：
[java] view plain copy

[person valueForKey:@"age"];

這時莹痢，會以NSNumber的形式返回age的值种蘸。
需要說明的是墓赴，什么時候返回的是NSNumber，什么時候返回的是NSValue劈彪？
③使用NSNumber封裝
可以使用NSNumber的數(shù)據(jù)類型有：
[java] view plain copy

• (NSNumber *)numberWithChar:(char)value;
• (NSNumber *)numberWithUnsignedChar:(unsigned char)value;
• (NSNumber *)numberWithShort:(short)value;
• (NSNumber *)numberWithUnsignedShort:(unsigned short)value;
• (NSNumber *)numberWithInt:(int)value;
• (NSNumber *)numberWithUnsignedInt:(unsigned int)value;
• (NSNumber *)numberWithLong:(long)value;
• (NSNumber *)numberWithUnsignedLong:(unsigned long)value;
• (NSNumber *)numberWithLongLong:(long long)value;
• (NSNumber *)numberWithUnsignedLongLong:(unsigned long long)value;
• (NSNumber *)numberWithFloat:(float)value;
• (NSNumber *)numberWithDouble:(double)value;
• (NSNumber *)numberWithBool:(BOOL)value;
• (NSNumber *)numberWithInteger:(NSInteger)value NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
• (NSNumber *)numberWithUnsignedInteger:(NSUInteger)value NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

總之就是一些常見的數(shù)值型數(shù)據(jù)竣蹦。
④使用NSValue封裝
NSValue主要用于處理結(jié)構(gòu)體型的數(shù)據(jù)顶猜，它本身提供了如下集中結(jié)構(gòu)的支持：
[java] view plain copy

• (NSValue *)valueWithCGPoint:(CGPoint)point;
• (NSValue *)valueWithCGSize:(CGSize)size;
• (NSValue *)valueWithCGRect:(CGRect)rect;
• (NSValue *)valueWithCGAffineTransform:(CGAffineTransform)transform;
• (NSValue *)valueWithUIEdgeInsets:(UIEdgeInsets)insets;
• (NSValue *)valueWithUIOffset:(UIOffset)insets NS_AVAILABLE_IOS(5_0);

只有有限的6種而已沧奴！那對于其它自定義的結(jié)構(gòu)體怎么辦？別擔(dān)心长窄，任何結(jié)構(gòu)體都是可以轉(zhuǎn)化成NSValue對象的滔吠，具體實(shí)現(xiàn)方法參見我之前的一篇文章：
http://blog.csdn.net/wzzvictory/article/details/8614433
6、集合運(yùn)算符（Collection Operators）
集合運(yùn)算符是一個特殊的Key Path挠日，可以作為參數(shù)傳遞給valueForKeyPath：方法疮绷，注意只能是這個方法，如果傳給了valueForKey:方法保證你程序崩潰嚣潜。
運(yùn)算符是一個以@開頭的特殊字符串冬骚，格式如下圖所示：

NSNumber *transactionAverage = [transactions valueForKeyPath:@"@avg.amount"];

要獲取transactions集合中元素數(shù)目可以這樣：
[java] view plain copy

NSNumber *numberOfTransactions = [transactions valueForKeyPath:@"@count"];

需要之處的是，@count是這些集合運(yùn)算符中比較特殊的一個它抱，因?yàn)樗鼪]有右路經(jīng)奄薇，原因很容易理解。
②對象運(yùn)算符
比集合運(yùn)算符稍微復(fù)雜抗愁，能以數(shù)組的方式返回指定的內(nèi)容馁蒂，一共有兩種：
[java] view plain copy

@distinctUnionOfObjects
@unionOfObjects

它們的返回值都是NSArray，區(qū)別是前者返回的元素都是唯一的蜘腌，是去重以后的結(jié)果沫屡；后者返回的元素是全集。
用法如下：
[java] view plain copy

NSArray *payees = [transactions valueForKeyPath:@"@distinctUnionOfObjects.payee"];
NSArray *payees = [transactions valueForKeyPath:@"@unionOfObjects.payee"];

前者會將收款人的姓名去除重復(fù)的以后返回撮珠，后者直接返回所有收款人的姓名沮脖。
③Array和Set操作符
這種情況更復(fù)雜了金矛，說的是集合中包含集合的情況，我們執(zhí)行了如下的一段代碼：
[java] view plain copy

// Create the array that contains additional arrays.
self.arrayOfTransactionsArray = [NSMutableArray array];

// Add the array of objects used in the above examples.
[arrayOfTransactionsArray addObject:transactions];

// Add a second array of objects; this array contains alternate values.
[arrayOfTransactionsArrays addObject:moreTransactions];

得到了一個包含集合的集合：arrayOfTransactionsArray
這時如果我們想操作arrayOfTransactionsArray中包含的集合中的元素時勺届，可以使用如下三個運(yùn)算符：
[java] view plain copy

@distinctUnionOfArrays
@unionOfArrays
@distinctUnionOfSets

前兩個針對的集合是Arrays驶俊，后一個針對的集合是Sets。因?yàn)镾ets中的元素本身就是唯一的免姿，所以沒有對應(yīng)的@unionOfSets運(yùn)算符饼酿。

它們的用法舉例如下：
[java] view plain copy

NSArray *payees = [arrayOfTransactionsArrays valueForKeyPath:@"@unionOfArrays.payee"];

三、實(shí)現(xiàn)原理
1胚膊、KVC如何訪問屬性值
KVC再某種程度上提供了訪問器的替代方案故俐。不過訪問器方法是一個很好的東西，以至于只要是有可能紊婉，KVC也盡量再訪問器方法的幫助下工作药版。為了設(shè)置或者返回對象屬性，KVC按順序使用如下技術(shù)：
①檢查是否存在-<key>喻犁、-is<key>（只針對布爾值有效）或者-get<key>的訪問器方法槽片，如果有可能，就是用這些方法返回值肢础；
檢查是否存在名為-set<key>:的方法还栓，并使用它做設(shè)置值。對于-get<key>和-set<key>:方法乔妈，將大寫Key字符串的第一個字母蝙云，并與Cocoa的方法命名保持一致；
②如果上述方法不可用路召，則檢查名為-_<key>勃刨、-_is<key>（只針對布爾值有效）、-_get<key>和-set<key>:方法股淡；
③如果沒有找到訪問器方法身隐，可以嘗試直接訪問實(shí)例變量。實(shí)例變量可以是名為：<key>或<key>;
④如果仍為找到唯灵，則調(diào)用valueForUndefinedKey:和setValue:forUndefinedKey:方法贾铝。這些方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)都是拋出異常，我們可以根據(jù)需要重寫它們埠帕。
2垢揩、KVC/KVO實(shí)現(xiàn)原理
鍵值編碼和鍵值觀察是根據(jù)isa-swizzling技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，主要依據(jù)runtime的強(qiáng)大動態(tài)能力敛瓷。下面的這段話是引自網(wǎng)上的一篇文章：
http://blog.csdn.net/kesalin/article/details/8194240
當(dāng)某個類的對象第一次被觀察時叁巨，系統(tǒng)就會在運(yùn)行期動態(tài)地創(chuàng)建該類的一個派生類，在這個派生類中重寫基類中任何被觀察屬性的 setter 方法呐籽。派生類在被重寫的 setter 方法實(shí)現(xiàn)真正的通知機(jī)制锋勺，就如前面手動實(shí)現(xiàn)鍵值觀察那樣蚀瘸。這么做是基于設(shè)置屬性會調(diào)用 setter 方法，而通過重寫就獲得了 KVO 需要的通知機(jī)制庶橱。當(dāng)然前提是要通過遵循 KVO 的屬性設(shè)置方式來變更屬性值贮勃，如果僅是直接修改屬性對應(yīng)的成員變量，是無法實(shí)現(xiàn) KVO 的苏章。同時派生類還重寫了 class 方法以“欺騙”外部調(diào)用者它就是起初的那個類寂嘉。然后系統(tǒng)將這個對象的 isa 指針指向這個新誕生的派生類，因此這個對象就成為該派生類的對象了布近，因而在該對象上對 setter 的調(diào)用就會調(diào)用重寫的 setter垫释，從而激活鍵值通知機(jī)制丝格。此外撑瞧，派生類還重寫了 dealloc 方法來釋放資源。
原文寫的很好显蝌，還舉了解釋性的例子预伺，大家可以去看看。
在我之前的一篇介紹Objective-C類和元類的文章：
http://blog.csdn.net/wzzvictory/article/details/8592492
中介紹過曼尊，isa指針指向的其實(shí)是類的元類酬诀，如果之前的類名為：Person，那么被runtime更改以后的類名會變成：NSKVONotifying_Person骆撇。
新的NSKVONotifying_Person類會重寫以下方法：
增加了監(jiān)聽的屬性對應(yīng)的set方法瞒御，class，dealloc神郊，_isKVOA肴裙。
①class
重寫class方法是為了我們調(diào)用它的時候返回跟重寫繼承類之前同樣的內(nèi)容。
打印如下內(nèi)容：
[java] view plain copy

NSLog(@"self->isa:%@",self->isa);
NSLog(@"self class:%@",[self class]);

在建立KVO監(jiān)聽前涌乳，打印結(jié)果為：
[java] view plain copy

self->isa:Person
self class:Person

在建立KVO監(jiān)聽之后蜻懦，打印結(jié)果為：
[java] view plain copy

self->isa:NSKVONotifying_Person
self class:Person

這也是isa指針和class方法的一個區(qū)別，大家使用的時候注意夕晓。
②重寫set方法
新類會重寫對應(yīng)的set方法宛乃，是為了在set方法中增加另外兩個方法的調(diào)用：
[java] view plain copy

• (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key
• (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key

其中，didChangeValueForKey:方法負(fù)責(zé)調(diào)用：
[java] view plain copy

• (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath
  ofObject:(id)object
  change:(NSDictionary *)change
  context:(void *)context

方法蒸辆，這就是KVO實(shí)現(xiàn)的原理了征炼！
如果沒有任何的訪問器方法，-setValue:forKey方法會直接調(diào)用：
[java] view plain copy

• (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key
• (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key

如果在沒有使用鍵值編碼且沒有使用適當(dāng)命名的訪問起方法的時候躬贡，我們只需要顯示調(diào)用上述兩個方法谆奥，同樣可以使用KVO！
總結(jié)一下逗宜，想使用KVO有三種方法：
1)使用了KVC
使用了KVC雄右，如果有訪問器方法空骚，則運(yùn)行時會在訪問器方法中調(diào)用will/didChangeValueForKey:方法；
沒用訪問器方法擂仍，運(yùn)行時會在setValue:forKey方法中調(diào)用will/didChangeValueForKey:方法囤屹。
2)有訪問器方法
運(yùn)行時會重寫訪問器方法調(diào)用will/didChangeValueForKey:方法。
因此逢渔，直接調(diào)用訪問器方法改變屬性值時肋坚，KVO也能監(jiān)聽到。
3)顯示調(diào)用will/didChangeValueForKey:方法肃廓。
總之智厌，想使用KVO，只要有will/didChangeValueForKey:方法就可以了盲赊。
③_isKVOA
這個私有方法估計(jì)是用來標(biāo)示該類是一個 KVO 機(jī)制聲稱的類铣鹏。
四、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
1哀蘑、優(yōu)點(diǎn)
①可以再很大程度上簡化代碼
例子網(wǎng)上很多诚卸，這就不舉了
②能跟腳本語言很好的配合
才疏學(xué)淺，沒學(xué)過AppleScript等腳本語言绘迁，所以沒能深刻體會到該優(yōu)點(diǎn)合溺。
2、缺點(diǎn)
KVC的缺點(diǎn)不明顯缀台，主要是KVO的棠赛，詳情可以參考這篇文章：
http://www.mikeash.com/pyblog/key-value-observing-done-right.html
核心思想是說KVO的回調(diào)機(jī)制，不能傳一個selector或者block作為回調(diào)膛腐，而必須重寫-addObserver:forKeyPath:options:context:方法所引發(fā)的一系列問題睛约。問了解決這個問題，作者還親自實(shí)現(xiàn)了一個MAKVONotificationCenter類依疼，代碼見github:
https://github.com/mikeash/MAKVONotificationCenter
不過個人認(rèn)為這只是蘋果做的KVO不夠完美痰腮，不能算是缺陷。

參考文檔：
http://developer.apple.com/library/ios/#documentation/cocoa/conceptual/KeyValueCoding/Articles/KeyValueCoding.html#//apple_ref/doc/uid/10000107-SW1
http://blog.csdn.net/kesalin/article/details/8194240