iOS探索KVO實現(xiàn)原理，重寫KVO

寫響應式編程博客時，提到了KVO,今天我們探索一下KVO的實現(xiàn)原理及如何自己實現(xiàn)KVO功能

首先簡單的KVO實現(xiàn)

監(jiān)聽Person類中的name屬性

Person.h
/ 監(jiān)聽的屬性
@property (nonatomic, strong) NSString *name;

ViewController.h
@property (nonatomic, strong) Person *p;

ViewController.m
    Person *person = [[Person alloc] init];
    _p = person;

// 注冊監(jiān)聽，觀察屬性name
  [_p addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];

/** KVO 響應方法 一旦p對象的name屬性發(fā)生變化,就回來 */
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context
{
    NSLog(@"%@", _p.name);
}

點擊屏幕，修改name值
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    static int i = 0;
    i++;
    _p.name = [NSString stringWithFormat:@"Yochi不高興 %d", i];
}

KVO原理驗證
@property (nonatomic, strong) NSString *name;這個會自動幫我們生成set，get方法，若寫作NSString *_name;使用箭頭函數(shù)直接對屬性賦值_p->_name，不調用它的set方法，這樣監(jiān)聽方法還會走嗎？

ViewController.m
@interface Person : NSObject
{
    @public
    NSString *_name;
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    static int i = 0;
    i++;
    //_p.name = [NSString stringWithFormat:@"Yochi不高興 %d", i];
    
    _p->_name  = [NSString stringWithFormat:@"Yochi不高興 %d", i];
}

點擊屏幕調用了- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event,但不再走監(jiān)聽方法。
也可能是監(jiān)聽屬性不對，換做_name

 [_p addObserver:self forKeyPath:@"_name" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];

依舊沒有調用監(jiān)聽方法。

結論
由于@property (nonatomic, strong) NSString *name;這個會自動幫我們生成set,get方法，此處只是簡單賦值不存在調用get方法，所以我們得出結論：
KVO的本質是監(jiān)聽一個對象有沒有調用set方法,重寫set方法

結論驗證
接下來，我們重寫set方法進行一次驗證，看我們的結論是否正確

  • 使用Person的分類，重寫的set方法
Person.m
@implementation Person (KVO)

- (void)setName:(NSString *)name
{
    NSLog(@"來到了分類的set方法");
    _name = name;
}

@end

成功監(jiān)聽到了set方法的調用：打印出： 來到了分類的set方法

尷尬了，重寫原主Person的set的方法，不走了,被分類中的set方法覆蓋了

Person.m
- (void)setName:(NSString *)name
{
    NSLog(@"我是原主");
    _name = name;
}

所以這種直接使用分類重寫set方法的方式不靠譜

  • 使用子類重寫set方法
    • 1、自定義Person子類，通過super調父類的方法
    • 2 、重寫setNme:方法，在內部恢復父類做法，通知觀察者
    • 3、如何讓外界調用自定義Person的子類方法?
      修改當前對象的isa[1]指針，指向自定義的子類
    • 4 、查看蘋果KVO的實現(xiàn)是否也是修改isa指針
      在添加觀察者這段代碼上打上斷點，觀察isa指針的指向，isa就是指向對象的真實類型
   [_p addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];

方法調用前： isa指針 指向 Person類

方法調用前： isa指針 指向 Person

方法調用后：isa指針 指向了新的子類


方法調用后：isa指針 指向了新的子類

可以看到蘋果實現(xiàn)KVO也是通過自定義子類的方法，偷偷的把當前isa指針，指向了自定義的子類

自定義KVO

查看蘋果的KVO方法，點擊進去發(fā)現(xiàn)均為NSObject的分類，主要是為了方便所有對象都能夠調用

- (void)addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context;
- (void)observeValueForKeyPath:(nullable NSString *)keyPath ofObject:(nullable id)object change:(nullable NSDictionary<NSKeyValueChangeKey, id> *)change context:(nullable void *)context;

我們也這樣來。方法參數(shù)也仿照蘋果的寫

@interface NSObject (CustomKVO)

/** 添加觀察屬性 */
-  (void)yochi_addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath;

/** 屬性監(jiān)聽方法 在監(jiān)聽類中使用 */
//- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object;

@end

由于使用到了runtime 需要導入#import <objc/message.h>
具體實現(xiàn)過程，下面代碼注釋中有講解

@implementation NSObject (CustomKVO)

NSString *const observerKey = @"observerKey";
NSString *const keyPath = nil;

SEL setterMethod = nil;

-  (void)yochi_addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath;
{
    // 下面的代碼實現(xiàn)了三個功能
    //1.創(chuàng)建指向父類新的類
    //2.新的類加入set方法
    //3.新的類替換為當前類
    //4.保存觀察者
    
    /** 獲取當前調用者類名 */
    NSString *oldClassName = NSStringFromClass([self class]);
    
    /** 自定子類的類名 */
    NSString *subClassName = [NSString stringWithFormat:@"Yochi_%@", oldClassName];
    
    /** UTF8編碼 */
    const char *newsubClassNmame = [subClassName UTF8String];
    
    /** 創(chuàng)建一個指向調用者父類的子類 */
    Class mysubClass = objc_allocateClassPair([self class], newsubClassNmame, 0);
    
    /** 子類注冊 */
    objc_registerClassPair(mysubClass);
    
    /** set方法名 */
    setterMethod = NSSelectorFromString([NSString stringWithFormat:@"set%@:", [keyPath capitalizedString]]);
    keyPath = keyPath;
    
    /** 子類重寫set方法
     "    V     @   :   @   "  方法的寫法，更多的自行查閱
     - (void)setName:(NSString*)name
     */
    class_addMethod(mysubClass, setterMethod, (IMP)setKeyPath, "V@:@");
    
    /** 將子類替換為父類 */
    object_setClass(self, mysubClass);
    
    /** 分類中保存屬性的方式 */
    objc_setAssociatedObject(self, (__bridge const void *)(observerKey), observer, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

/** 添加屬性觀察后，isa指向子類，現(xiàn)在外界調用的set方法，是子類的方法，也就是次方法 */
void setKeyPath(id self, SEL _cmd, NSString *keyPath)
{
    //NSLog(@"keyPath : %@", keyPath);
    
    /** 獲取當前類 */
    id class = [self class];
    
    /** 父類和子類再次交互，改為父類類型 */
    object_setClass(self, class_getSuperclass(class));
    
    /** 此處報 Too many argument to function call, expected 0... 錯誤 */
    
    /**
     解決方法一：
     
     void* (*action)(id,SEL,NSString *) = (void* (*)(id,SEL,NSString *))objc_msgSend;
     
     action(self,sel,self.animationView);
     
     
     解決方法二：
     
     buildSetting -> Enable Strict Checking of objc_mesgSend Calls 設為NO
     */
    
    /** 調用父類set方法 */
    objc_msgSend(self, setterMethod,keyPath);
    
    /** 拿到觀察者 */
    id object = objc_getAssociatedObject(self, (__bridge const void *)(observerKey));
    
    /** 通知觀察者 */
    /**
     // 消除方法找不到的警告
     #pragma clang diagnostic push
     
     #pragma clang diagnostic ignored"-Wundeclared-selector"
     
     ...
     
     #pragma clang diagnostic pop
     */
#pragma clang diagnostic push
    
#pragma clang diagnostic ignored"-Wundeclared-selector"
    
    objc_msgSend(object, @selector(observeValueForKeyPath:ofObject:),keyPath, self);
    
#pragma clang diagnostic pop
    
    /** 改回子類類型 */
    object_setClass(self, class);
}

**對自定義的KVO進行驗證
添加屬性觀察，監(jiān)聽Person類的age屬性

ViewController.m
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    static int i = 0;
    i++;
    _p.age  = [NSString stringWithFormat:@"%d歲的Yochi很帥",i];
];

}

/** 自定義KVO */
- (void)customKVO
{
    [_p yochi_addObserver:self forKeyPath:@"age"];
}

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object
{
    NSLog(@"keyPath : %@ object : %@", keyPath,object);
}

監(jiān)聽成功，完美收官~
源碼下載

  1. isa是一個Class 類型的指針. 每個實例對象有個isa的指針,他指向對象的類，而Class里也有個isa的指針, 指向meteClass(元類)。元類保存了類方法的列表。當類方法被調用時，先會從本身查找類方法的實現(xiàn)，如果沒有，元類會向他父類查找該方法。同時注意的是：元類（meteClass）也是類，它也是對象。元類也有isa指針,它的isa指針最終指向的是一個根元類(root meteClass).根元類的isa指針指向本身，這樣形成了一個封閉的內循環(huán)。 ?

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