iOS--KVO的实现原理与具体应用(转自看)

iOS--KVO的实现原理与具体应用

长时间不用容易忘,这篇文章挺好的.转载自看
本文分为2个部分：概念与应用。
概念部分旨在剖析KVO这一设计模式的实现原理，应用部分通过创建的项目，以说明KVO技术在iOS开发中所带来的作用；
如果是作为是刚接触KVO的初学者，可以在了解基本原理后粗略看几遍底层实现原理，再认真阅读第二部分的应用内容“学会”怎么去使用KVO，往后再慢慢深入了解KVO这一“黑魔法”技术的实现原理。
一、KVO是什么？
KVO 是 Objective-C 对观察者设计模式的一种实现。
KVO提供一种机制，指定一个被观察对象(例如A类)，当对象某个属性(例如A中的字符串name)发生更改时，对象会获得通知，并作出相应处理；【且不需要给被观察的对象添加任何额外代码，就能使用KVO机制】
在MVC设计架构下的项目，KVO机制很适合实现mode模型和view视图之间的通讯。
例如：代码中，在模型类A创建属性数据，在控制器中创建观察者，一旦属性数据发生改变就收到观察者收到通知，通过KVO再在控制器使用回调方法处理实现视图B的更新；(本文中的应用就是这样的例子.)
二、实现原理？
KVO在Apple中的API文档如下：

image.png

KVO 的实现依赖于 Objective-C 强大的 Runtime，从以上Apple 的文档可以看出苹果对于KVO机制的实现是一笔带过，而具体的细节没有过多的描述，但是我们可以通过Runtime的所提供的方法去探索，关于KVO机制的底层实现原理。
基本的原理：
当观察某对象A时，KVO机制动态创建一个对象A当前类的子类，并为这个新的子类重写了被观察属性keyPath的setter 方法。setter 方法随后负责通知观察对象属性的改变状况。
深入剖析：
Apple 使用了 isa 混写（isa-swizzling）来实现 KVO 。当观察对象A时，KVO机制动态创建一个新的名为： NSKVONotifying_A的新类，该类继承自对象A的本类，且KVO为NSKVONotifying_A重写观察属性的setter 方法，setter 方法会负责在调用原 setter 方法之前和之后，通知所有观察对象属性值的更改情况。
（备注： isa 混写（isa-swizzling）isa：is a kind of ； swizzling：混合，搅合；）
①NSKVONotifying_A类剖析：在这个过程，被观察对象的 isa 指针从指向原来的A类，被KVO机制修改为指向系统新创建的子类 NSKVONotifying_A类，来实现当前类属性值改变的监听；
所以当我们从应用层面上看来，完全没有意识到有新的类出现，这是系统“隐瞒”了对KVO的底层实现过程，让我们误以为还是原来的类。但是此时如果我们创建一个新的名为“NSKVONotifying_A”的类()，就会发现系统运行到注册KVO的那段代码时程序就崩溃，因为系统在注册监听的时候动态创建了名为NSKVONotifying_A的中间类，并指向这个中间类了。
（isa 指针的作用：每个对象都有isa 指针，指向该对象的类，它告诉 Runtime 系统这个对象的类是什么。所以对象注册为观察者时，isa指针指向新子类，那么这个被观察的对象就神奇地变成新子类的对象（或实例）了。） 因而在该对象上对 setter 的调用就会调用已重写的 setter，从而激活键值通知机制。
—>我猜，这也是KVO回调机制，为什么都俗称KVO技术为黑魔法的原因之一吧：内部神秘、外观简洁。
②子类setter方法剖析：KVO的键值观察通知依赖于 NSObject 的两个方法:willChangeValueForKey:和didChangevlueForKey:，在存取数值的前后分别调用2个方法：
被观察属性发生改变之前，willChangeValueForKey:被调用，通知系统该 keyPath 的属性值即将变更；当改变发生后， didChangeValueForKey: 被调用，通知系统该 keyPath 的属性值已经变更；之后， observeValueForKey:ofObject:change:context: 也会被调用。且重写观察属性的setter 方法这种继承方式的注入是在运行时而不是编译时实现的。
KVO为子类的观察者属性重写调用存取方法的工作原理在代码中相当于：

image.png

三、特点：
观察者观察的是属性，只有遵循 KVO 变更属性值的方式才会执行KVO的回调方法，例如是否执行了setter方法、或者是否使用了KVC赋值。如果赋值没有通过setter方法或者KVC，而是直接修改属性对应的成员变量，例如：仅调用_name = @"newName"，这时是不会触发kvo机制，更加不会调用回调方法的。
所以使用KVO机制的前提是遵循 KVO 的属性设置方式来变更属性值。
四、步骤
注册观察者，实施监听；
在回调方法中处理属性发生的变化；
移除观察者
---------------------------------------------------------应用---------------------------------------------------------
五.实现方法（苹果API文档中的方法）：
A.注册观察者：

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[图片上传中。。。（3）]

B. 属性(keyPath)的值发送变化时，收到通知，调用以下方法:

image.png

[图片上传中。。。（4）]

六、上代码~：
1.新建项目，UI界面设计如下：第一个是便签，用于显示num数值，关联ViewController并命名为：label；
第二个是按钮，用于改变num的数值，关联ViewController并命名为：changeNum。

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[图片上传中。。。（5）]

2.模型创建【新建一个File，选择Cocoa Touch Class，命名为“myKVO”，记得选择Subclass of “NSObject”.】代码如下：
（myKVO.h）：

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[图片上传中。。。（6）]

（myKVO.m）：

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[图片上传中。。。（7）]

3.在ViewController中监听并响应属性改变。
（ViewController.h）：

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[图片上传中。。。（8）]

（ViewController.m）：

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[图片上传中。。。（9）]

调试：便签label初始化没有数值，当每次点击按钮后，label记录的num随之增加，表明按钮使属性num增加的同时，KVO机制发送通知，并调用observeValueForKeyPath:方法使UI更新。
七、拓展-->
1.与KVC的不同？
KVC(键值编码)，即Key-Value Coding，一个非正式的Protocol，使用字符串(键)访问一个对象实例变量的机制。而不是通过调用Setter、Getter方法等 显式的存取方式去访问。
KVO(键值监听)，即Key-Value Observing，它提供一种机制,当指定的对象的属性被修改后,对象就会接受到通知，前提是执行了setter方法、或者使用了 KVC赋值。
2.和notification(通知)的区别？
notification比KVO多了发送通知的一步。
两者都是一对多，但是对象之间直接的交互，notification明显得多，需要notificationCenter来做为中间交互。而KVO如我们介绍的，设置观察者->处理属性变化，至于中间通知这一环，则隐秘多了，只留一句“交由系统通知”，具体的可参照以上实现过程的剖析。
notification的优点是监听不局限于属性的变化，还可以对多种多样的状态变化进行监听，监听范围广，例如键盘、前后台等系统通知的使用也更显灵活方便。
3.与delegate的不同？
和delegate一样，KVO和NSNotification的作用都是类与类之间的通信。但是与delegate不同的是：
这两个都是负责发送接收通知，剩下的事情由系统处理，所以不用返回值；而delegate 则需要通信的对象通过变量(代理)联系；
delegate只是一对一，而这两个可以一对多。
4.涉及技术：
KVC/KVO实现的根本是Objective-C的动态性和runtime，以及访问器方法的实现；
总结:
对比其他的回调方式，KVO机制的运用的实现，更多的由系统支持，相比notification、delegate等更简洁些，并且能够提供观察属性的最新值以及原始值；但是相应的在创建子类、重写方法等等方面的内存消耗是很巨大的。所以对于两个类之间的通信，我们可以根据实际开发的环境采用不同的方法，使得开发的项目更加简洁实用。
另外需要注意的是，由于这种继承方式的注入是在运行时而不是编译时实现的，如果给定的实例没有观察者，那么KVO不会有任何开销，因为此时根本就没有KVO代码存在。但是即使没有观察者，委托和NSNotification还是得工作，这也是KVO此处零开销观察的优势。

作者：iOS开发攻城狮链接：http://www.jianshu.com/p/78c9b8a3c303來源：简书著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。