iOS 簡單代碼模擬 KVO 派生類實(shí)現(xiàn)方式

廢話開篇：簡單代碼模擬 KVO 派生類實(shí)現(xiàn)方式，當(dāng)然，有人會(huì)有疑問，“網(wǎng)上的例子多的是，看看就行，為什么還要寫？”。其實(shí)個(gè)人理解的話有些知識(shí)點(diǎn)光看不行，寫一寫，再說一說會(huì)對(duì)自身的認(rèn)知是有一個(gè)提升的。尤其是與掘友分享交流還能有新的感悟，共同學(xué)習(xí)進(jìn)步。

一、實(shí)現(xiàn)邏輯前的鋪墊

1、如何理解派生類

其實(shí)“派生”個(gè)人理解它沒有特別的含義，它也僅僅是個(gè)類，只不過它是為了服務(wù)某個(gè)特定場景而創(chuàng)建的，在實(shí)際開發(fā)中，系統(tǒng)產(chǎn)生的“派生”類是隱密起來的類，不會(huì)像 UIButton 這樣的類呼之即來。

2、類到底是什么

類其實(shí)也是對(duì)象，可能話剛說完就會(huì)有人反駁，“不對(duì)！如果類是對(duì)象，那么，實(shí)例對(duì)象是什么？”。從代碼邏輯上或許根本沒有“類”、“對(duì)象”的區(qū)分，只不過是為了讓程序的更好的被理解人為的給某些特定的代碼統(tǒng)稱為類。load 方法的執(zhí)行就理解為一個(gè)類開辟了內(nèi)存地址，而類對(duì)應(yīng)的內(nèi)存區(qū)域內(nèi)會(huì)根據(jù)程序設(shè)定保存著相關(guān)的屬性列表、方法列表等。一個(gè)類的實(shí)例對(duì)象的isa指針就是指向類的內(nèi)存地址，所以，一個(gè)對(duì)象的可以響應(yīng)的方法或者能夠保存的屬性都是通過isa找到類，去查找能否響應(yīng)方法或者是否有對(duì)應(yīng)屬性。

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這里說點(diǎn)別的，大家也知道JS下也有原型鏈的概念，展示一段代碼：

//動(dòng)物類
var Animal = function(){
    this.run = function(){
    console.log('我是animal類，我在跑');
    }
};

var animal = new Animal();
animal.eat = function(){
   console.log('我是animal類，我在吃飯');
}

//人類
var Person = function(){};
//設(shè)置animal為Person類的父類
Person.prototype = animal;

var person = new Person();

//執(zhí)行父類存在的方法
person.run();
person.eat();
復(fù)制代碼

運(yùn)行結(jié)果：

[圖片上傳失敗...(image-2507aa-1647873295887)]

可以看出，給 Person 這個(gè)類設(shè)置prototype的值為一個(gè)Animal類的實(shí)例對(duì)象。那么，person 的實(shí)例對(duì)象就可以繼承Animal類的所有方法。

3、修改isa指針會(huì)發(fā)生什么

isa指針是實(shí)例對(duì)象的一個(gè)默認(rèn)“成員變量”，它保存的是類的地址。修改isa后僅僅是修改了類的指向，并不會(huì)對(duì)實(shí)例對(duì)象已開辟的內(nèi)存數(shù)據(jù)存在影響。創(chuàng)建一個(gè)“派生”類后，通過runtime對(duì)“派生”類的結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，再將實(shí)例對(duì)象的isa指針指向“派生”類，那么，實(shí)例對(duì)象就會(huì)響應(yīng)“派生”類一切新增方法。為了保證運(yùn)行的穩(wěn)定性，“派生”類最好繼承自當(dāng)前實(shí)例對(duì)象所屬類。

二、代碼簡單實(shí)現(xiàn)

1、創(chuàng)建Animal類
@interface Animal : NSObject

@property(nonatomic,strong) NSString * name;
@property(nonatomic,strong) NSString * address;
@property(nonatomic,strong) NSString * color;

@end

@implementation Animal

- (instancetype)init
{
    if (self = [super init]) {
        self.color = @"紅色";
    }
    return self;
}

- (void)eat
{
    NSLog(@"我是動(dòng)物類，我在吃飯");
}

- (void)setName:(NSString *)name
{
    _name = name;
    NSLog(@"我是原setName方法\n");
}

- (void)dealloc
{
    NSLog(@"動(dòng)物%@銷毀了",self);
}

@end

復(fù)制代碼

很簡單的一個(gè)類，聲明 name、 address、 color三個(gè)屬性。為證明修改isa指針不影響實(shí)例對(duì)象的內(nèi)存數(shù)據(jù)，在初始化的時(shí)候就對(duì) Animal 的顏色進(jìn)行紅色設(shè)置。

2、創(chuàng)建 NSObject+WSLObserver 分類
（1）NSObject+WSLObserver.h
#import <Foundation/Foundation.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface NSObject (WSLObserver)

//添加觀察者
- (void)addWSLObserverWithKey:(NSString *)key callBack:(void(^)(id _self,id obj))callBack;

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END
復(fù)制代碼

這里就 addWSLObserverWithKey 方法，參數(shù) key 是要觀察的屬性，callBack 是修改屬性的時(shí)候進(jìn)行的回調(diào)通知。

（2）NSObject+WSLObserver.m
#import "NSObject+WSLObserver.h"
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>

static char * callBackDicStr;

@implementation NSObject (WSLObserver)

//C 方法實(shí)現(xiàn)
void setValue(id self,SEL _sel,id value){

    Class currentClass = [self class];
    //將isa指向父類
    object_setClass(self, class_getSuperclass([self class]));
    //執(zhí)行父類方法
    ((void (*) (id, SEL, id)) (void *)objc_msgSend)(self, _sel, value);

    //設(shè)置為派生類
    object_setClass(self, currentClass);
    //執(zhí)行派生類方法
    NSMutableDictionary * callBackDic = objc_getAssociatedObject(self, &callBackDicStr);

    void(^callBack)(id,id) = (void(^)(id,id))callBackDic[NSStringFromSelector(_sel)];
    if (callBack) {
        callBack(self,value);
    }
}

- (void)addWSLObserverWithKey:(NSString *)key callBack:(void(^)(id _self,id obj))callBack
{
    //當(dāng)前類
    Class class = [self class];
    //派生類
    Class newClass = class;

    //判斷key值是否存在
    if (![self checkIvarIsExist:class key:key]) {
        NSLog(@"暫無 %@ 屬性",key);
        return;
    }

    //創(chuàng)建派生類
    NSString * classStr = NSStringFromClass(class);
    NSString * newClassStr = [NSString stringWithFormat:@"WSLDerived%@",classStr];
    char * newClassChar = (char*) [newClassStr UTF8String];

    //是否為派生類
    BOOL isDerived = [NSStringFromClass(class) hasPrefix:@"WSLDerived"];
    if (!isDerived) {
        //派生類
        newClass = objc_allocateClassPair(class,newClassChar,0);
        //修改isa指針
        object_setClass(self, newClass);
    }

    //重寫觀察屬性的 setter 方法
    NSString * setKey = @"";
    if (key.length > 0) {
        setKey = [key stringByReplacingCharactersInRange:NSMakeRange(0,1) withString:[[key substringToIndex:1] capitalizedString]];
    } else {
        return;
    }

    //關(guān)聯(lián)屬性
    NSMutableDictionary * callBackDic = objc_getAssociatedObject(self, &callBackDicStr);
    if (!callBackDic) {
        callBackDic = [[NSMutableDictionary alloc] init];
        objc_setAssociatedObject(self,&callBackDicStr,callBackDic, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    }
    callBackDic[[NSString stringWithFormat:@"set%@:",setKey]] = callBack;
    //添加方法
    SEL setSel = NSSelectorFromString([NSString stringWithFormat:@"set%@:",setKey]);
    class_addMethod(newClass, setSel, (IMP)setValue,"v@:@");
}

//判斷key值是否存在
- (BOOL)checkIvarIsExist:(Class)class key:(NSString *)key
{
    BOOL isExist = NO;
    unsigned int outCount, i;
    //當(dāng)前類
    Ivar * ivars = class_copyIvarList(class, &outCount);
    for (i = 0; i < outCount; i++){
        Ivar ivar = ivars[i];
        NSString * ivarName = [[NSString alloc] initWithCString:ivar_getName(ivar) encoding:NSUTF8StringEncoding];
        if ([ivarName isEqualToString:[NSString stringWithFormat:@"_%@",key]]) {
            free(ivars);
            return YES;
        }
    }
    //父類遞歸判斷
    if (!isExist) {
        if ([class superclass]) {
            isExist = [self checkIvarIsExist:[class superclass] key:key];
        }
    }
    return isExist;
}
復(fù)制代碼

首先，開頭聲明了一個(gè) setValue c語言函數(shù)，這里方法名字其實(shí)無關(guān)緊要，目的是要它的IMP。它的方法體部分主要是來實(shí)現(xiàn)調(diào)用父類的set方法及自身關(guān)聯(lián)對(duì)象保存的回調(diào)callBack的執(zhí)行。其實(shí)就相當(dāng)于重寫了set方法并調(diào)用super方法。

再次，addWSLObserverWithKey方法里，創(chuàng)建了一個(gè)繼承自實(shí)例對(duì)象所屬類的派生類，修改isa指針指向派生類，為派生類添加了對(duì)于需要觀察屬性的set方法。將addWSLObserverWithKey方法傳進(jìn)來的回調(diào)閉包保存在一個(gè)NSMutableDictionary類型的關(guān)聯(lián)屬性下，以 set方法名作為key，以回調(diào)callBack作為value。

最后，animal 在做屬性賦值的時(shí)候，進(jìn)行的其實(shí)是派生類的set方法。

三、外部調(diào)用

邏輯代碼：

Animal * animal = [[Animal alloc] init];
NSLog(@"修改isa指針前 animal = %@",animal);
[animal addWSLObserverWithKey:@"name" callBack:^(id  _Nonnull _self, id  _Nonnull obj) {
     NSLog(@"\n name = %@ \n",obj);
}];

[animal addWSLObserverWithKey:@"address" callBack:^(id  _Nonnull _self, id  _Nonnull obj) {
        Animal * animal = (Animal *)_self;
        NSLog(@"\n self.color = %@;address = %@ \n",animal.color,obj);
}];

animal.name = @"cat";
animal.address = @"拉尼亞凱亞超星系群";
NSLog(@"修改isa指針后 animal = %@",animal);

打印結(jié)果：

可以看到，修改isa并沒影響對(duì)象的內(nèi)存地址，并且對(duì)象的 color 屬性也沒有收到任何影響。

四、總結(jié)

有朋友會(huì)指出，到對(duì)象銷毀，isa 指針也沒有變回去，這不符合要求。是的，其實(shí)是可以變回去的，就是不再一開始設(shè)置觀察屬性的時(shí)候就進(jìn)行isa修改，而是交換一下原類屬性的set方法實(shí)現(xiàn)，在執(zhí)行設(shè)置的時(shí)候進(jìn)行修改isa指針，在設(shè)置完了再換回到原類的isa指針。但是如果這樣做那么著實(shí)沒有創(chuàng)建派生類的意義了，或許系統(tǒng)有更多的考慮而自身認(rèn)知水平的有限。

還有就是不要盲目的使用runtime的交換方法實(shí)現(xiàn)（method_exchangeImplementations）的API，最好是保證當(dāng)前類兩個(gè)方法都存在，不存在的進(jìn)行創(chuàng)建，因?yàn)椋?dāng)交換的兩個(gè)方法一個(gè)屬于父類的話，那么，父類再調(diào)用交換完的方法時(shí)會(huì)因?yàn)檎也坏綄?shí)現(xiàn)而崩潰，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)寫在子類里了。

學(xué)習(xí)總結(jié)，大神勿笑[抱拳][抱拳][抱拳]

作者：頭疼腦脹的代碼搬運(yùn)工
鏈接：https://juejin.cn/post/7056216238581612558

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