本篇主要是對(duì)小碼哥底層視頻學(xué)習(xí)的總結(jié)缘薛。方便日后復(fù)習(xí)乒躺。
上一篇《iOS底層原理總結(jié) - 探尋Class的本質(zhì)》：
http://www.reibang.com/p/748bc1d63184

本篇學(xué)習(xí)總結(jié):

• 探尋KVO本質(zhì)
• KVO底層方法調(diào)用順序
• 代碼求證KVO實(shí)現(xiàn)機(jī)制
• 探尋KVC本質(zhì)
• KVC賦值和查找順序

好了衰猛，帶著問題，我們一一開始閱讀吧 ??

一.探尋KVO本質(zhì)

1.面試題：iOS用什么方式實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)對(duì)象的KVO示损？（KVO的本質(zhì)是什么馁痴？）

看到這個(gè)面試題，我們就從頭開始說一下什么是KVO,KVO的全稱 Key-Value Observing簿晓，俗稱“鍵值監(jiān)聽”眶拉，可以用于監(jiān)聽某個(gè)對(duì)象屬性值的改變。
先來一段代碼：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.person1 = [[MJPerson alloc] init];
    self.person1.age = 1;
    self.person2 = [[MJPerson alloc]init];
    self.person2.age = 2;
    // 給person1對(duì)象添加KVO監(jiān)聽
    NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
    [self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:@"123"];
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    self.person1.age = 10;
    self.person2.age = 20;
    
}
- (void)dealloc {
    [self.person1 removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
 
}
// 當(dāng)監(jiān)聽對(duì)象的屬性值發(fā)生改變時(shí)憔儿，就會(huì)調(diào)用
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context
{
    NSLog(@"監(jiān)聽到%@的%@屬性值改變了 - %@ - %@", object, keyPath, change, context);
}
//打印結(jié)果如下：
監(jiān)聽到<MJPerson: 0x2830605c0>的age屬性值改變了 - {
    kind = 1;
    new = 10;//新賦值數(shù)據(jù)
    old = 1;//舊賦值數(shù)據(jù) NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld
} - 123 //添加監(jiān)聽時(shí)的上下文

上述代碼可以看出忆植，p1添加observer后，一旦age屬性值發(fā)生改變谒臼，會(huì)立刻通知observer朝刊，執(zhí)行observer的observeValueForKeyPath方法。

我們嘗試探尋KVO底層實(shí)現(xiàn)原理蜈缤，我們通過斷點(diǎn)方式探尋拾氓。
KVO底層原理分析

p1和p2的age屬性值發(fā)生改變，自然會(huì)調(diào)用-setAge方法底哥，我們把斷點(diǎn)打在-setAge方法這里咙鞍，斷點(diǎn)確實(shí)走到了這里，我們發(fā)現(xiàn)p1對(duì)象和p2對(duì)象調(diào)用同樣的setter方法趾徽，但是我們發(fā)現(xiàn)p1除了調(diào)用setter方法之外還會(huì)另外執(zhí)行observer的observeValueForKeyPath方法续滋，說明KVO在運(yùn)行時(shí)獲取對(duì)p1對(duì)象做了一些改變，使得p1對(duì)象在調(diào)用setage方法的時(shí)候可能做了一些額外的操作孵奶，所以問題出在對(duì)象身上疲酌，兩個(gè)對(duì)象在內(nèi)存中肯定不一樣，兩個(gè)對(duì)象可能本質(zhì)上并不一樣。接下來來探索KVO內(nèi)部是怎么實(shí)現(xiàn)的朗恳。

KVO底層原理實(shí)現(xiàn)
我們分別將斷點(diǎn)打到添加監(jiān)聽之前跟之后湿颅，

監(jiān)聽之前isa指針.png

監(jiān)聽之后isa指針.png

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    self.person1.age = 10;
    self.person2.age = 20;
    
}

首先我們知道，p2實(shí)例對(duì)象在調(diào)用-setAge方法的時(shí)候冀自，會(huì)通過p2實(shí)例對(duì)象中的isa指針找到MJPerson類對(duì)象揉稚，然后去類對(duì)象的方法列表中查找-setAge方法，進(jìn)而找到方法對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)熬粗，如下圖所示：

p2實(shí)例對(duì)象調(diào)用setage方法路徑.png

但是剛才我們發(fā)現(xiàn)p1對(duì)象添加監(jiān)聽者之后搀玖，isa指針指向了NSKVONotifyin_Person類對(duì)象，NSKVONotifyin_Person類對(duì)象其實(shí)是MJPerson的類對(duì)象的子類驻呐，NSKVONotifyin_Person類對(duì)象的supercalss指針指向MJPerson的類對(duì)象灌诅。NSKVONotifyin_Person類對(duì)象是運(yùn)行時(shí)通過runtime生成的，那么p1實(shí)例對(duì)象調(diào)用setage方法含末，肯定是通過p1實(shí)例對(duì)象中的isa指針找到NSKVONotifyin_Person類對(duì)象猜拾，在NSKVONotifyin_Person類對(duì)象找到setage方法及實(shí)現(xiàn)。

小碼哥將NSKVONotifyin_Person類對(duì)象中的setage方法實(shí)現(xiàn)邏輯告訴我們了：

在調(diào)用NSKVONotifyin_Person類對(duì)象中的setage方法佣盒，其實(shí)是調(diào)用了Foundation框架中C語言函數(shù)_NSsetIntValueAndNotify挎袜，_NSsetIntValueAndNotify方法內(nèi)部的邏輯，首先是調(diào)用willChangeValueForKey告訴將要改變某一個(gè)屬性的值肥惭，然后調(diào)用父類的setage方法對(duì)成員變量賦值盯仪，最后調(diào)用didChangeValueForKey告訴已經(jīng)改變了某一個(gè)屬性的值，didChangeValueForKey中調(diào)用監(jiān)聽器的監(jiān)聽方法蜜葱，最終來到監(jiān)聽者的observeValueForKeyPath方法中全景。

到此，整個(gè)KVO調(diào)用底層流程就搞清楚了,我們需要用代碼求證一下步驟

二.代碼求證KVO實(shí)現(xiàn)流程

1.給p1添加observer后牵囤，在runtime時(shí)期動(dòng)態(tài)創(chuàng)建MJPerson類對(duì)象的子類即NSKVONotifyin_Person類對(duì)象爸黄，修改p1的isa指針指向?yàn)?strong>NSKVONotifyin_Person類對(duì)象，前面已經(jīng)有圖印證了這點(diǎn)奔浅。
2.為了驗(yàn)證p1添加observer前后調(diào)用-setAge方法后實(shí)現(xiàn)有什么區(qū)別馆纳，我們通過打印方法實(shí)現(xiàn)的地址來看一下p1和p2的-setAge的方法實(shí)現(xiàn)的地址在添加KVO前后有什么變化。

監(jiān)聽之前的IMP地址.png

監(jiān)聽之后的IMP地址.png

終端打印方法實(shí)現(xiàn).png

image.png

補(bǔ)充一點(diǎn)Founddation框架知識(shí)：
我們發(fā)現(xiàn)調(diào)用的函數(shù)變?yōu)榱薩NSSetDoubleValueAndNotify鹦马，那么這說明Foundation框架中有許多此類型的函數(shù)，通過屬性的不同類型調(diào)用不同的函數(shù)忆肾。
那么我們可以推測(cè)Foundation框架中還有很多例如_NSSetBoolValueAndNotify荸频、_NSSetCharValueAndNotify、_NSSetFloatValueAndNotify客冈、_NSSetLongValueAndNotify等等函數(shù)旭从。
我們可以找到Foundation框架文件，通過命令行查詢關(guān)鍵字找到相關(guān)函數(shù)

相關(guān)函數(shù).png

用一張圖來總結(jié)一下吧：

NSKVONotifying_MJPerson偽代碼.png

三.NSKVONotifyin_Person內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的场仲？

首先我們知道和悦，NSKVONotifyin_Person作為MJPerson 類對(duì)象的子類，其superclass指針指向MJPerson類對(duì)象渠缕，并且NSKVONotifyin_Person內(nèi)部一定對(duì)-setAge方法做了單獨(dú)的實(shí)現(xiàn)鸽素，那么NSKVONotifyin_Person同MJPerson* 類的差別可能就在于其內(nèi)存儲(chǔ)的對(duì)象方法及實(shí)現(xiàn)不同。
我們通過runtime分別打印MJPerson* 類對(duì)象和NSKVONotifyin_Person類對(duì)象內(nèi)存儲(chǔ)的對(duì)象方法褐健。
先上代碼：

//MJPerson類
@interface MJPerson : NSObject
@property (assign, nonatomic) int age;
@end


//ViewController.m
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    Person *p1 = [[Person alloc] init];
    p1.age = 1.0;
    Person *p2 = [[Person alloc] init];
    p1.age = 2.0;
    // self 監(jiān)聽 p1的 age屬性
    NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
    [p1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil];

    [self printMethods: object_getClass(p2)];
    [self printMethods: object_getClass(p1)];

    [p1 removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}

- (void) printMethods:(Class)cls
{
    unsigned int count ;
    Method *methods = class_copyMethodList(cls, &count);
    NSMutableString *methodNames = [NSMutableString string];
    [methodNames appendFormat:@"%@ - ", cls];
    
    for (int i = 0 ; i < count; i++) {
        Method method = methods[i];
        NSString *methodName  = NSStringFromSelector(method_getName(method));
        
        [methodNames appendString: methodName];
        [methodNames appendString:@" "];
        
    }
    
    NSLog(@"%@",methodNames);
    free(methods);
}

打印結(jié)果如下圖：

runtime 打印結(jié)果.png

上述兩個(gè)類對(duì)象方法列表不一樣付鹿，我們直接看下圖：

NSKVONotifyin_Person內(nèi)存結(jié)構(gòu)以及方法調(diào)用順序.png

這里有兩點(diǎn)要說明，一是-setAge方法內(nèi)部調(diào)用Foundation框架中的_NSSetIntValueAndNotify方法蚜迅，這點(diǎn)前面已經(jīng)講完了舵匾，二是重寫class方法，NSKVONotifyin_Person重寫class方法是為了隱藏NSKVONotifyin_Person。不被外界所看到。我們?cè)趐1添加過KVO監(jiān)聽之后镜遣，分別打印p1和p2對(duì)象的class可以發(fā)現(xiàn)他們都返回Person

NSLog(@"p1 = %@,p2 = %@",[self.person1 class],[self.person2 class]);
//打印結(jié)果如下：
 p1 = MJPerson,p2 = MJPerson

如果NSKVONotifyin_Person不重寫class方法遥倦，那么當(dāng)對(duì)象要調(diào)用class對(duì)象方法的時(shí)候就會(huì)一直向上找來到NSObject伞鲫，而NSObject的class的實(shí)現(xiàn)大致為返回自己isa指向的類，返回p1的isa指向的類那么打印出來的類就是NSKVONotifyin_Person，但是apple不希望將NSKVONotifyin_Person類暴露出來，并且不希望我們知道NSKVONotifyin_Person內(nèi)部實(shí)現(xiàn)蹋辅，所以在內(nèi)部重寫了class類，直接返回Person類挫掏，所以外界在調(diào)用p1的class對(duì)象方法時(shí)侦另，是Person類。這樣p1給外界的感覺p1還是Person類，并不知道NSKVONotifyin_Person子類的存在

那么我們可以猜測(cè)NSKVONotifyin_Person內(nèi)重寫的class內(nèi)部實(shí)現(xiàn)大致為

- (Class) class {
     // 得到類對(duì)象褒傅，在找到類對(duì)象父類
     return class_getSuperclass(object_getClass(self));
}

驗(yàn)證didChangeValueForKey:內(nèi)部會(huì)調(diào)用observer的observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法
我們?cè)赑erson類中重寫willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:方法弃锐，模擬他們的實(shí)現(xiàn)

- (void)setAge:(int)age
{
    NSLog(@"setAge:");
    _age = age;
}
- (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key
{
    NSLog(@"willChangeValueForKey: - begin");
    [super willChangeValueForKey:key];
    NSLog(@"willChangeValueForKey: - end");
}
- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key
{
    NSLog(@"didChangeValueForKey: - begin");
    [super didChangeValueForKey:key];
    NSLog(@"didChangeValueForKey: - end");
}

調(diào)用順序.png

四.探尋KVC本質(zhì)

先說一下KVC：Key Value Coding（鍵值編碼），獲取或者給對(duì)象的某個(gè)屬性進(jìn)行賦值殿托，常用方法如下：

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

key 跟keypath的區(qū)別就是：key 是單純當(dāng)前調(diào)用對(duì)象的某個(gè)特定屬性名字霹菊，keypath既可以是某個(gè)特定屬性名字，也可以是某個(gè)路徑下查找的名字

五.KVC賦值和查找順序

KVC賦值順序.png

KVC取值順序.png

總結(jié)一下本篇面試題：

• 1.iOS 用什么方式實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)對(duì)象的KVO支竹？（KVO本質(zhì)是什么旋廷？）

答：當(dāng)一個(gè)對(duì)象使用了KVO監(jiān)聽，iOS系統(tǒng)會(huì)修改這個(gè)對(duì)象的isa指針礼搁，改為指向一個(gè)全新的通過runtime動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的子類柳洋，子類擁有自己的setter方法實(shí)現(xiàn)，setter方法實(shí)現(xiàn)內(nèi)部會(huì)調(diào)用Foundation框架的_NSSetIntValueAndNotify方法叹坦，在_NSSetIntValueAndNotify 方法里面調(diào)用willChangeValueForKey方法，然后調(diào)用父類的setter方法對(duì)成員變量賦值卑雁，最后調(diào)用didChangeValueForKey方法募书，最終通知監(jiān)聽者調(diào)用observeValueForKeyPath 方法，
這里我們要特別說明一點(diǎn)：?jiǎn)渭兘o成員變量賦值测蹲，沒有調(diào)用willChangeValueForKey和didChangeValueForKey方法莹捡，最終也不會(huì)調(diào)用observeValueForKeyPath方法

• 2.面試題：手動(dòng)能否觸發(fā)實(shí)現(xiàn)一個(gè)KVO？

答案是可以的扣甲，只要知道了KVO底層調(diào)用順序篮赢，就可以寫出來，以代碼為例說明:

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.person1 = [[MJPerson alloc] init];
    self.person1.age = 1;
    
    // 給person1對(duì)象添加KVO監(jiān)聽
    NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
    [self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil];
    [self.person1 willChangeValueForKey:@"age"];
    self.person1.age = 10000;
    [self.person1 didChangeValueForKey:@"age"];
    
}

//- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
//{
//    self.person1.age = 10;
//}

- (void)dealloc {
    [self.person1 removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}

// observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:
// 當(dāng)監(jiān)聽對(duì)象的屬性值發(fā)生改變時(shí)琉挖，就會(huì)調(diào)用
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context
{
    NSLog(@"監(jiān)聽到%@的%@屬性值改變了 - %@ - %@", object, keyPath, change, context);
}
//打印結(jié)果如下：
監(jiān)聽到<MJPerson: 0x280a4c890>的age屬性值改變了 - {
    kind = 1;
    new = 10000;
    old = 1;
} - (null)

• 3.面試題：KVC改變屬性值回引起KVO變化嗎启泣？

答：可以的，直接來看代碼及打印吧

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.person1 = [[MJPerson alloc] init];
    self.person1.age = 1;
    
    // 給person1對(duì)象添加KVO監(jiān)聽
    NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
    [self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil];
//    [self.person1 willChangeValueForKey:@"age"];
//    [self.person1 setValue:@(101) forKey:@"age"];
//    [self.person1 didChangeValueForKey:@"age"];
    
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [self.person1 setValue:@(102) forKey:@"age"];
}

- (void)dealloc {
    [self.person1 removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}

// observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:
// 當(dāng)監(jiān)聽對(duì)象的屬性值發(fā)生改變時(shí)示辈，就會(huì)調(diào)用
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context
{
    NSLog(@"監(jiān)聽到%@的%@屬性值改變了 - %@ - %@", object, keyPath, change, context);
}

本篇學(xué)習(xí)先記錄到此寥茫，感謝閱讀，如有錯(cuò)誤矾麻，不吝賜教纱耻。