探究KVO是怎么实现的？

什么是KVO这里就不在讨论了，这里主要探究一下在你对一个对象添加KVO的时候，系统为我们做了什么，首先我们来看看官方文档的解释：

官方文档的解释截图
官方只是说用了一个叫isa-swizzling的技术，当对象的属性被一个观察者监听时，被观察对象的isa指针被修改，指向一个中间类而不是真正类。这个中间的类是什么？我们下面用代码去找一下。

1. 先写一个Person

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

然后在controller中添加对Person类进行KVO的代码

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

为什么不直接打印[person class]等会后面再说，从这里可以看出来，对Person的name属性添加观察者之后，系统生成了那个中间类NSKVONotifying_Person，这个类从名字上感觉就是我们要找的那个观察后生成的类，现在我们着重对它进行分析一下，先看看这个类有哪些方法

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";
    //观察之后
    unsigned int count_kvo;
    NSLog(@"--------------分界线-------------");
    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);
    }

代码有点多，其实就是打印出来 观察前后的类的方法变化输出如下：

输出结果
可以看出来NSKVONotifying_Person对比着Person有同样的setName:方法，KVO触发的原因也就在这个重写的setName:里面。
键值观察通知依赖于 NSObject 的两个方法:willChangeValueForKey: 和didChangevlueForKey: 。在一个被观察属性发生改变之前，willChangeValueForKey: 一定会被调用，这就会记录旧的值。而当改变发生后， observeValueForKey:ofObject:change:context:会被调用，继而 didChangeValueForKey:也会被调用，所以 NSKVONotifying_Person对setName:的实现大概是这样的：

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

2. NSKVONotifying_Person与 Person到底什么关系？

我们同样在代码中打印一下

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

这个时候发现原来NSKVONotifying_Person是Person的子类，这也就是为什么这类的对象还能响应之前类的方法，因为是继承么，所以只是对setName:方法进行重写，父类的方法一样可以正常调用。你可以随便在Person类中添加几个方法，然后在观察键值之后调用，虽然在观察键值之后Person已经变成NSKVONotifying_Person类，但是对它发送消息同样能够响应。

在这里值得说明的是，添加键值观察之后，只是当前的实例person的isa指针指向了NSKVONotifying_Person，如果再用Person类生成一个新实例对象person_2,那么这个person_2还是Person类。下面做个有意识的测试，我们动态的给NSKVONotifying_Person增加方法，然后再生成一个person_2,不进行键值观察看它能不能响应。

//先定义个方法的实现(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";
    //这个时候_person已经是NSKVONotifying_Person类型的对象
    Class middleClass = object_getClass(_person);
    //重新生成一个Person对象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);

我们看运行结果

运行结果
可以看出_person正确的响应了run方法并打印出person_1 --- run，而person_2还是Person对象，无法响应run方法。

3. 系统是怎么把_person从Person类改变成NSKVONotifying_Person？

对，就是上面提到的isa-swizzling的技术，但是这个是怎么实现的，苹果没说，不过我们同样可以用runtime去实现它。
现在我们写一个PerosonKVO类，代码如下

// PerosonKVO.h
@interface PerosonKVO : Person
@end
// PerosonKVO.m
@implementation PerosonKVO
-(void)setName:(NSString *)name{
    [self willChangeValueForKey:@"name"];
    [super setName:name];
    [self didChangeValueForKey:@"name"];
    //我们在这里输出一下，等会好看效果
    NSLog(@"自己实现的KVO");
}
@end

然后我们再控制器中添加如下代码

    _person = [[Person alloc] init];
     _person.name = @"old";
    [_person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionOld|NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
    //通过这个方法，把_person,变成PerosonKVO类
    object_setClass(_person, [PerosonKVO class]);
    ////打印结果为： class : PerosonKVO
    NSLog(@"class : %@",object_getClass(_person));
    _person.name = @"new";

可以看到我们再添加完键值观察后，使用object_setClass把_person改成了PerosonKVO类型，打印的结果也符合我们的预期然后再执行_person.name = @"new"，控制台输出了自己实现的KVO，是不是感觉跟系统干的事情差不多了。在这再回答一下为什么最开始的时候使用object_getClass(_person)而不用[_person class],因为苹果在重写setName:的同时，也重写了class,让我们看起来好像那个类并没有改变。
好了，KVO就说到这，如有错误，欢迎指正。