探究KVO是怎么實(shí)現(xiàn)的?

什么是KVO這里就不在討論了,這里主要探究一下在你對(duì)一個(gè)對(duì)象添加KVO的時(shí)候,系統(tǒng)為我們做了什么,首先我們來看看官方文檔的解釋:

官方文檔的解釋截圖

官方只是說用了一個(gè)叫isa-swizzling的技術(shù),當(dāng)對(duì)象的屬性被一個(gè)觀察者監(jiān)聽時(shí),被觀察對(duì)象的isa指針被修改,指向一個(gè)中間類而不是真正類。這個(gè)中間的類是什么?我們下面用代碼去找一下。

1. 先寫一個(gè)Person

//Person.h
@interface Person : NSObject
@property (copy, nonatomic) NSString * name;
@end

然后在controller中添加對(duì)Person類進(jìn)行KVO的代碼

_person = [[Person alloc] init];
NSLog(@"%@",object_getClass(_person));//輸出 "Person"
[_person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew|NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];
NSLog(@"%@",object_getClass(_person));//輸出 "NSKVONotifying_Person"

為什么不直接打印[person class]等會(huì)后面再說,從這里可以看出來,對(duì)Personname屬性添加觀察者之后,系統(tǒng)生成了那個(gè)中間類NSKVONotifying_Person,這個(gè)類從名字上感覺就是我們要找的那個(gè)觀察后生成的類,現(xiàn)在我們著重對(duì)它進(jìn)行分析一下,先看看這個(gè)類有哪些方法

unsigned int count_origin;
    Method  * methods_orign =  class_copyMethodList([_person class], &count_origin);
    for (int i = 0; i < count_origin; i ++) {
        Method method = methods_orign[i];
        SEL name = method_getName(method);
        IMP imp = method_getImplementation(method);
        struct objc_method_description  * des =  method_getDescription(method);
        NSLog(@"name : %s,IMP: %p,arg:%s",sel_getName(name),imp,des->types);
    }
    _person.name = @"old";
    [_person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew|NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];
    _person.name = @"new";
    //觀察之后
    unsigned int count_kvo;
    NSLog(@"--------------分界線-------------");
    Class middleClass = object_getClass(_person); //NSKVONotifying_Person
    Method  * methods_kvo =class_copyMethodList(middleClass, &count_kvo);
    for (int i = 0; i < count_kvo; i ++) {
        Method method = methods_kvo[i];
        SEL name = method_getName(method);
        IMP imp = method_getImplementation(method);
        struct objc_method_description  * des =  method_getDescription(method);
        NSLog(@"name : %s,IMP: %p,arg:%s",sel_getName(name),imp,des->types);
    }

代碼有點(diǎn)多,其實(shí)就是打印出來 觀察前后的類的方法變化輸出如下:

輸出結(jié)果

可以看出來NSKVONotifying_Person對(duì)比著Person有同樣的setName:方法,KVO觸發(fā)的原因也就在這個(gè)重寫的setName:里面。
鍵值觀察通知依賴于 NSObject 的兩個(gè)方法:willChangeValueForKey:didChangevlueForKey: 。在一個(gè)被觀察屬性發(fā)生改變之前,willChangeValueForKey: 一定會(huì)被調(diào)用,這就會(huì)記錄舊的值。而當(dāng)改變發(fā)生后, observeValueForKey:ofObject:change:context:會(huì)被調(diào)用,繼而 didChangeValueForKey:也會(huì)被調(diào)用,所以 NSKVONotifying_Person對(duì)setName:的實(shí)現(xiàn)大概是這樣的:

-(void)setName:(NSString *)name{
    [self willChangeValueForKey:@"name"];
    [super setName:name];
    [self didChangeValueForKey:@"name"];
}

2. NSKVONotifying_PersonPerson到底什么關(guān)系?

我們同樣在代碼中打印一下

Class middleClass = object_getClass(_person);
NSLog(@"%@",[middleClass superclass]);//輸出Person

這個(gè)時(shí)候發(fā)現(xiàn)原來NSKVONotifying_PersonPerson的子類,這也就是為什么這類的對(duì)象還能響應(yīng)之前類的方法,因?yàn)槭抢^承么,所以只是對(duì)setName:方法進(jìn)行重寫,父類的方法一樣可以正常調(diào)用。你可以隨便在Person類中添加幾個(gè)方法,然后在觀察鍵值之后調(diào)用,雖然在觀察鍵值之后Person已經(jīng)變成NSKVONotifying_Person類,但是對(duì)它發(fā)送消息同樣能夠響應(yīng)。

在這里值得說明的是,添加鍵值觀察之后,只是當(dāng)前的實(shí)例personisa指針指向了NSKVONotifying_Person,如果再用Person類生成一個(gè)新實(shí)例對(duì)象person_2,那么這個(gè)person_2還是Person類。下面做個(gè)有意識(shí)的測(cè)試,我們動(dòng)態(tài)的給NSKVONotifying_Person增加方法,然后再生成一個(gè)person_2,不進(jìn)行鍵值觀察看它能不能響應(yīng)。

//先定義個(gè)方法的實(shí)現(xiàn)(IMP),方法名是run
void  run(id obj,SEL sel,NSString * name){
    NSLog(@"%@ --- run ",name);
}
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    _person = [[Person alloc] init];
    [_person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew|NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];
    _person.name = @"person_1";
    //這個(gè)時(shí)候_person已經(jīng)是NSKVONotifying_Person類型的對(duì)象
    Class middleClass = object_getClass(_person);
    //重新生成一個(gè)Person對(duì)象person_2
    
    Person * peron_2 = [[Person alloc] init];
    peron_2.name = @"person_2";
    class_addMethod(middleClass, @selector(run), (IMP)run, "v@:");
    ((void (*) (id,SEL,NSString *))objc_msgSend)(_person,@selector(run),_person.name);
    ((void (*) (id,SEL,NSString *))objc_msgSend)(peron_2,@selector(run),peron_2.name);

我們看運(yùn)行結(jié)果

運(yùn)行結(jié)果

可以看出_person正確的響應(yīng)了run方法并打印出person_1 --- run,而person_2還是Person對(duì)象,無法響應(yīng)run方法。

3. 系統(tǒng)是怎么把_personPerson類改變成NSKVONotifying_Person?

對(duì),就是上面提到的isa-swizzling的技術(shù),但是這個(gè)是怎么實(shí)現(xiàn)的,蘋果沒說,不過我們同樣可以用runtime去實(shí)現(xiàn)它。
現(xiàn)在我們寫一個(gè)PerosonKVO類,代碼如下

// PerosonKVO.h
@interface PerosonKVO : Person
@end
// PerosonKVO.m
@implementation PerosonKVO
-(void)setName:(NSString *)name{
    [self willChangeValueForKey:@"name"];
    [super setName:name];
    [self didChangeValueForKey:@"name"];
    //我們?cè)谶@里輸出一下,等會(huì)好看效果
    NSLog(@"自己實(shí)現(xiàn)的KVO");
}
@end

然后我們?cè)倏刂破髦刑砑尤缦麓a

    _person = [[Person alloc] init];
     _person.name = @"old";
    [_person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionOld|NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
    //通過這個(gè)方法,把_person,變成PerosonKVO類
    object_setClass(_person, [PerosonKVO class]);
    ////打印結(jié)果為: class : PerosonKVO
    NSLog(@"class : %@",object_getClass(_person));
    _person.name = @"new";

可以看到我們?cè)偬砑油赕I值觀察后,使用object_setClass_person改成了PerosonKVO類型,打印的結(jié)果也符合我們的預(yù)期然后再執(zhí)行_person.name = @"new",控制臺(tái)輸出了自己實(shí)現(xiàn)的KVO,是不是感覺跟系統(tǒng)干的事情差不多了。在這再回答一下為什么最開始的時(shí)候使用object_getClass(_person)而不用[_person class],因?yàn)樘O果在重寫setName:的同時(shí),也重寫了class,讓我們看起來好像那個(gè)類并沒有改變。
好了,KVO就說到這,如有錯(cuò)誤,歡迎指正。

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