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KVO

KVO 全稱(chēng) Key Value Observing，是蘋(píng)果提供的一套事件通知機(jī)制。允許對(duì)象監(jiān)聽(tīng)另一個(gè)對(duì)象特定屬性的改變，并在改變時(shí)接收到事件。由于 KVO 的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，只針對(duì)屬性才會(huì)發(fā)生作用，一般繼承自 NSObject 的對(duì)象都默認(rèn)支持 KVO。

KVO 可以監(jiān)聽(tīng)單個(gè)屬性的變化，也可以監(jiān)聽(tīng)集合對(duì)象的變化。通過(guò) KVC 的 mutableArrayValueForKey: 等方法獲得代理對(duì)象，當(dāng)代理對(duì)象的內(nèi)部對(duì)象發(fā)生改變時(shí)，會(huì)回調(diào) KVO 監(jiān)聽(tīng)的方法。集合對(duì)象包含 NSArray 和 NSSet。

KVO基本使用

使用KVO大致分為三個(gè)步驟：
1. 通過(guò)addObserver:forKeyPath:options:context:方法注冊(cè)觀察者，觀察者可以接收keyPath屬性的變化事件
2. 在觀察者中實(shí)現(xiàn)observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法，當(dāng)keyPath屬性發(fā)生改變后，KVO會(huì)回調(diào)這個(gè)方法來(lái)通知觀察者
3. 當(dāng)觀察者不需要監(jiān)聽(tīng)時(shí)，可以調(diào)用removeObserver:forKeyPath:方法將KVO移除。需要注意的是，調(diào)用removeObserver需要在觀察者消失之前，否則會(huì)導(dǎo)致Crash

注冊(cè)觀察者

 /*
@observer:就是觀察者，是誰(shuí)想要觀測(cè)對(duì)象的值的改變。
@keyPath:就是想要觀察的對(duì)象屬性。
@options:options一般選擇NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld，這樣當(dāng)屬性值發(fā)生改變時(shí)我們可以同時(shí)獲得舊值和新值，如果我們只填NSKeyValueObservingOptionNew則屬性發(fā)生改變時(shí)只會(huì)獲得新值。
@context:想要攜帶的其他信息，比如一個(gè)字符串或者字典什么的。
*/
- (void)addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context;

監(jiān)聽(tīng)回調(diào)

/*
@keyPath:觀察的屬性
@object:觀察的是哪個(gè)對(duì)象的屬性
@change:這是一個(gè)字典類(lèi)型的值，通過(guò)鍵值對(duì)顯示新的屬性值和舊的屬性值
@context:上面添加觀察者時(shí)攜帶的信息
*/
- (void)observeValueForKeyPath:(nullable NSString *)keyPath ofObject:(nullable id)object change:(nullable NSDictionary<NSKeyValueChangeKey, id> *)change context:(nullable void *)context;

調(diào)用方式

自動(dòng)調(diào)用

調(diào)用KVO屬性對(duì)象時(shí)，不僅可以通過(guò)點(diǎn)語(yǔ)法和set語(yǔ)法進(jìn)行調(diào)用，還可以使用KVC方法

//通過(guò)屬性的點(diǎn)語(yǔ)法間接調(diào)用
objc.name = @"";

// 直接調(diào)用set方法
[objc setName:@"Savings"];

// 使用KVC的setValue:forKey:方法
[objc setValue:@"Savings" forKey:@"name"];

// 使用KVC的setValue:forKeyPath:方法
[objc setValue:@"Savings" forKeyPath:@"account.name"];

手動(dòng)調(diào)用

KVO 在屬性發(fā)生改變時(shí)的調(diào)用是自動(dòng)的，如果想要手動(dòng)控制這個(gè)調(diào)用時(shí)機(jī)，或想自己實(shí)現(xiàn) KVO 屬性的調(diào)用，則可以通過(guò) KVO 提供的方法進(jìn)行調(diào)用。
1. 第一步我們需要認(rèn)識(shí)下面這個(gè)方法，如果想要手動(dòng)調(diào)用或自己實(shí)現(xiàn)KVO需要重寫(xiě)該方法該方法返回YES表示可以調(diào)用，返回NO則表示不可以調(diào)用。
```
+ (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)theKey {
    BOOL automatic = NO;
    if ([theKey isEqualToString:@"name"]) {
        automatic = NO;//對(duì)該key禁用系統(tǒng)自動(dòng)通知，若要直接禁用該類(lèi)的KVO則直接返回NO；
    }
    else {
        automatic = [super automaticallyNotifiesObserversForKey:theKey];
    }
    return automatic;
}
```

第二步我們需要重寫(xiě)setter方法

- (void)setName:(NSString *)name {
    if (name != _name) {
        [self willChangeValueForKey:@"name"];
        _name = name;
        [self didChangeValueForKey:@"name"];
    }
}

移除觀察者

//需要在不使用的時(shí)候,移除監(jiān)聽(tīng)
- (void)dealloc{
    [self removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}

Crash

觀察者未實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽(tīng)方法

若觀察者對(duì)象 -observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 未實(shí)現(xiàn)，將會(huì) Crash

Crash：Terminating app due to uncaught exception ‘NSInternalInconsistencyException’, reason: ‘<ViewController: 0x7f9943d06710>: An -observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: message was received but not handled

未及時(shí)移除觀察者

Crash： Thread 1: EXC_BAD_ACCESS (code=1, address=0x105e0fee02c0)

//觀察者ObserverPersonChage
@interface ObserverPersonChage : NSObject
  //實(shí)現(xiàn)observeValueForKeyPath: ofObject: change: context:
@end

//ViewController
- (void)addObserver
{
    self.observerPersonChange = [[ObserverPersonChage alloc] init];
    [self.person1 addObserver:self.observerPersonChange forKeyPath:@"age" options:option context:@"age chage"];
    [self.person1 addObserver:self.observerPersonChange forKeyPath:@"name" options:option context:@"name change"];
}

//點(diǎn)擊按鈕將觀察者置為nil，即銷(xiāo)毀
- (IBAction)clearObserverPersonChange:(id)sender {
    self.observerPersonChange = nil;
}

//點(diǎn)擊改變person1屬性值
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    self.person1.age = 29;
    self.person1.name = @"hengcong";
}

假如在當(dāng)前 ViewController 中，注冊(cè)了觀察者，點(diǎn)擊屏幕，改變被觀察對(duì)象 person1 的屬性值。
點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)按鈕，銷(xiāo)毀觀察者，此時(shí) self.observerPersonChange 為 nil。
再次點(diǎn)擊屏幕，此時(shí) Crash；

多次移除觀察者

Cannot remove an observer for the key path “age” from because it is not registered as an observer.

實(shí)際應(yīng)用

KVO主要用來(lái)做鍵值觀察操作，想要一個(gè)值發(fā)生改變后通知另一個(gè)對(duì)象，則用KVO實(shí)現(xiàn)最為合適。斯坦福大學(xué)的iOS教程中有一個(gè)很經(jīng)典的案例，通過(guò)KVO在Model和Controller之間進(jìn)行通信。

image

KVO實(shí)現(xiàn)原理

KVO是通過(guò)isa 混寫(xiě)(isa-swizzling)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的(是不是一臉懵逼？我第一次見(jiàn)和你一樣，你現(xiàn)在只需要知道這個(gè)技術(shù)就行了，下面我會(huì)圖文并茂的給你講解到底是怎么回事。)。在運(yùn)行時(shí)根據(jù)原類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)中間類(lèi)，這個(gè)中間類(lèi)是原類(lèi)的子類(lèi)，并動(dòng)態(tài)修改當(dāng)前對(duì)象的isa指向中間類(lèi)。并且將class方法重寫(xiě)，返回原類(lèi)的Class。所以蘋(píng)果建議在開(kāi)發(fā)中不應(yīng)該依賴(lài)isa指針，而是通過(guò)class實(shí)例方法來(lái)獲取對(duì)象類(lèi)型。

測(cè)試代碼

NSKeyValueObservingOptions option = NSKeyValueObservingOptionOld | NSKeyValueObservingOptionNew;

NSLog(@"person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)對(duì)象之前-類(lèi)對(duì)象 -%@", object_getClass(self.person1));
NSLog(@"person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之前-方法實(shí)現(xiàn) -%p", [self.person1 methodForSelector:@selector(setAge:)]);
NSLog(@"person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之前-元類(lèi)對(duì)象 -%@", object_getClass(object_getClass(self.person1)));

[self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:option context:@"age chage"];

NSLog(@"person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)對(duì)象之后-類(lèi)對(duì)象 -%@", object_getClass(self.person1));
NSLog(@"person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之后-方法實(shí)現(xiàn) -%p", [self.person1 methodForSelector:@selector(setAge:)]);
NSLog(@"person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之后-元類(lèi)對(duì)象 -%@", object_getClass(object_getClass(self.person1)));

//打印結(jié)果
KVO-test[1214:513029] person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)對(duì)象之前-類(lèi)對(duì)象 -Person
KVO-test[1214:513029] person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之前-方法實(shí)現(xiàn) -0x100411470
KVO-test[1214:513029] person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之前-元類(lèi)對(duì)象 -Person

KVO-test[1214:513029] person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)對(duì)象之后-類(lèi)對(duì)象 -NSKVONotifying_Person
KVO-test[1214:513029] person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之后-方法實(shí)現(xiàn) -0x10076c844
KVO-test[1214:513029] person1添加KVO監(jiān)聽(tīng)之后-元類(lèi)對(duì)象 -NSKVONotifying_Person

//通過(guò)地址查找方法
(lldb) p (IMP)0x10f24b470
(IMP) $0 = 0x000000010f24b470 (KVO-test`-[Person setAge:] at Person.h:15)
(lldb) p (IMP)0x10f5a6844
(IMP) $1 = 0x000000010f5a6844 (Foundation`_NSSetLongLongValueAndNotify)

通過(guò)測(cè)試代碼，我們添加KVO前后發(fā)生以下變化
1. person指向的類(lèi)對(duì)象和元類(lèi)對(duì)象，以及 setAge: 均發(fā)生了變化；
2. 添加KVO后，person 中的 isa 指向了 NSKVONotifying_Person 類(lèi)對(duì)象；
3. 添加 KVO 之后，setAge: 的實(shí)現(xiàn)調(diào)用的是：Foundation 中 _NSSetLongLongValueAndNotify 方法；

發(fā)現(xiàn)中間對(duì)象

從上述測(cè)試代碼的結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，person 中的 isa 從開(kāi)始指向Person類(lèi)對(duì)象，變成指向了 NSKVONotifying_Person 類(lèi)對(duì)象

KVO會(huì)在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)新類(lèi)，將對(duì)象的isa指向新創(chuàng)建的類(lèi)，新類(lèi)是原類(lèi)的子類(lèi)，命名規(guī)則是NSKVONotifying_xxx的格式。
1. 未使用KVO監(jiān)聽(tīng)對(duì)象是，對(duì)象和類(lèi)對(duì)象之間的關(guān)系如下

image

使用KVO監(jiān)聽(tīng)對(duì)象后，對(duì)象和類(lèi)對(duì)象之間會(huì)添加一個(gè)中間對(duì)象

image

NSKVONotifying_Person類(lèi)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)

我們從上面兩張圖很清楚的看到添加KVO之前和KVO之后的變化，下面我們剖析一下這個(gè)中間類(lèi)NSKVONotifying_Person（這里是*通配符,它代表數(shù)據(jù)類(lèi)型，例如：int， longlong）

- (void)setAge:(int)age{
    _NSSet*ValueAndNotify();//這個(gè)方法調(diào)用順序是什么，它是在調(diào)用何處方法，都在setter方法改變中詳解
}

- (Class)class {
    return [LDPerson class];
}

- (void)dealloc {
    // 收尾工作
}

- (BOOL)_isKVOA {
    return YES;
}

isa混寫(xiě)之后如何調(diào)用方法
1. 調(diào)用監(jiān)聽(tīng)的屬性設(shè)置方法，如 setAge:，都會(huì)先調(diào)用 NSKVONotify_Person 對(duì)應(yīng)的屬性設(shè)置方法；
2. 調(diào)用非監(jiān)聽(tīng)屬性設(shè)置方法，如 test，會(huì)通過(guò) NSKVONotify_Person 的 superclass，找到 Person 類(lèi)對(duì)象，再調(diào)用其 [Person test] 方法
為什么重寫(xiě)class方法
- 如果沒(méi)有重寫(xiě)class方法,當(dāng)該對(duì)象調(diào)用class方法時(shí),會(huì)在自己的方法緩存列表,方法列表,父類(lèi)緩存,方法列表一直向上去查找該方法,因?yàn)?code>class方法是NSObject中的方法,如果不重寫(xiě)最終可能會(huì)返回NSKVONotifying_Person,就會(huì)將該類(lèi)暴露出來(lái),也給開(kāi)發(fā)者造成困擾,寫(xiě)的是Person,添加KVO之后class方法返回怎么是另一個(gè)類(lèi)。
_isKVOA有什么作用
- 這個(gè)方法可以當(dāng)做使用了KVO的一個(gè)標(biāo)記，系統(tǒng)可能也是這么用的。如果我們想判斷當(dāng)前類(lèi)是否是KVO動(dòng)態(tài)生成的類(lèi)，就可以從方法列表中搜索這個(gè)方法。

setter實(shí)現(xiàn)不同

在測(cè)試代碼中，我們已經(jīng)通過(guò)地址查找添加KVO前后調(diào)用的方法

//通過(guò)地址查找方法
//添加KVO之前
(lldb) p (IMP)0x10f24b470
(IMP) $0 = 0x000000010f24b470 (KVO-test`-[Person setAge:] at Person.h:15)
//添加KVO之后
(lldb) p (IMP)0x10f5a6844
(IMP) $1 = 0x000000010f5a6844 (Foundation`_NSSetLongLongValueAndNotify)

- 0x10f24b470這個(gè)地址的setAge:實(shí)現(xiàn)是調(diào)用Person類(lèi)的setAge:方法，并且是在Person.h的第15行。
- 而0x10f5a6844這個(gè)地址的setAge:實(shí)現(xiàn)是調(diào)用_NSSetIntValueAndNotify這樣一個(gè)C函數(shù)。

KVO內(nèi)部調(diào)用流程

由于我們無(wú)法去窺探_NSSetIntValueAndNotify的真實(shí)結(jié)構(gòu)，也無(wú)法去重寫(xiě)NSKVONotifying_Person這個(gè)類(lèi)，所以我們只能利用它的父類(lèi)Person類(lèi)來(lái)分析其執(zhí)行過(guò)程。

- (void)setAge:(int)age{
    _age = age;
    NSLog(@"setAge:");
}

- (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key{
    [super willChangeValueForKey:key];
    NSLog(@"willChangeValueForKey");
}

- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key{
    NSLog(@"didChangeValueForKey - begin");
    [super didChangeValueForKey:key];
    NSLog(@"didChangeValueForKey - end");
}
@end

//打印結(jié)果
KVO-test[1457:637227] willChangeValueForKey
KVO-test[1457:637227] setAge:
KVO-test[1457:637227] didChangeValueForKey - begin
KVO-test[1457:637227] didChangeValueForKey - end
KVO-test[1457:637227] willChangeValueForKey
KVO-test[1457:637227] didChangeValueForKey - begin
KVO-test[1457:637227] didChangeValueForKey - end

- 通過(guò)打印結(jié)果，我們可以清晰看到
  1. 首先調(diào)用willChangeValueForKey:方法。
  2. 然后調(diào)用setAge:方法真正的改變屬性的值。
  3. 開(kāi)始調(diào)用didChangeValueForKey:這個(gè)方法，調(diào)用[super didChangeValueForKey:key]時(shí)會(huì)通知監(jiān)聽(tīng)者屬性值已經(jīng)改變，然后監(jiān)聽(tīng)者執(zhí)行自己的- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context這個(gè)方法。
下面我用一張圖來(lái)展示KVO執(zhí)行流程

image

KVO擴(kuò)展

1.KVC 與 KVO 的不同？

KVC(鍵值編碼)，即 Key-Value Coding，一個(gè)非正式的 Protocol，使用字符串(鍵)訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)對(duì)象實(shí)例變量的機(jī)制。而不是通過(guò)調(diào)用 Setter、Getter 方法等顯式的存取方式去訪(fǎng)問(wèn)。
KVO(鍵值監(jiān)聽(tīng))，即 Key-Value Observing，它提供一種機(jī)制,當(dāng)指定的對(duì)象的屬性被修改后,對(duì)象就會(huì)接受到通知，前提是執(zhí)行了 setter 方法、或者使用了 KVC 賦值。

2.和 notification(通知)的區(qū)別？

KVO 和 NSNotificationCenter 都是 iOS 中觀察者模式的一種實(shí)現(xiàn)。區(qū)別在于，相對(duì)于被觀察者和觀察者之間的關(guān)系，KVO 是一對(duì)一的，而不是一對(duì)多的。KVO 對(duì)被監(jiān)聽(tīng)對(duì)象無(wú)侵入性，不需要修改其內(nèi)部代碼即可實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽(tīng)。
notification 的優(yōu)點(diǎn)是監(jiān)聽(tīng)不局限于屬性的變化，還可以對(duì)多種多樣的狀態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，監(jiān)聽(tīng)范圍廣，例如鍵盤(pán)、前后臺(tái)等系統(tǒng)通知的使用也更顯靈活方便。

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OC-KVO原理分析

OC-KVO原理分析

KVO

KVO基本使用

注冊(cè)觀察者

監(jiān)聽(tīng)回調(diào)

調(diào)用方式

自動(dòng)調(diào)用

手動(dòng)調(diào)用

移除觀察者

Crash

觀察者未實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽(tīng)方法

未及時(shí)移除觀察者

多次移除觀察者

實(shí)際應(yīng)用

KVO實(shí)現(xiàn)原理

測(cè)試代碼

發(fā)現(xiàn)中間對(duì)象

NSKVONotifying_Person類(lèi)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)

setter實(shí)現(xiàn)不同

KVO內(nèi)部調(diào)用流程

KVO擴(kuò)展

1.KVC 與 KVO 的不同？

2.和 notification(通知)的區(qū)別？

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KVO

KVO基本使用

注冊(cè)觀察者

監(jiān)聽(tīng)回調(diào)

調(diào)用方式

自動(dòng)調(diào)用

手動(dòng)調(diào)用

移除觀察者

Crash

觀察者未實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽(tīng)方法

未及時(shí)移除觀察者

多次移除觀察者

實(shí)際應(yīng)用

KVO實(shí)現(xiàn)原理

測(cè)試代碼

發(fā)現(xiàn)中間對(duì)象

NSKVONotifying_Person類(lèi)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)

setter實(shí)現(xiàn)不同

KVO內(nèi)部調(diào)用流程

KVO擴(kuò)展

1.KVC 與 KVO 的不同？

2.和 notification(通知)的區(qū)別？

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2.和 notification(通知)的區(qū)別？