面试题
iOS用什么方式实现对一个对象的KVO?(KVO的本质是什么?)
- 利用RuntimeAPI动态生成一个子类,并且让instance对象的isa指向这个全新的子类
- 当修改instance对象的属性时,会调用Foundation的_NSSetXXXValueAndNotify函数
- willChangeValueForKey:
- 父类原来的setter
- didChangeValueForKey:
- 内部会触发监听器(Observer)的监听方法( observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:)
如何手动触发KVO?
手动调用 willChangeValueForKey: 和 didChangeValueForKey:
直接修改成员变量会触发KVO么?
不会触发KVO
探寻KVO的本质
KVO的全称是Key-Value Observing,俗称“键值监听”,可以用于监听某个对象属性值的改变
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
MJPerson *person1 = [[MJPerson alloc] init];
MJPerson *person2 = [[MJPerson alloc] init];
person1.age = 1;
person1.age = 2;
person2.age = 1;
// 给person1对象添加KVO监听
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:@"123"];
person1.age = 10;
[person1 removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}
// 当监听对象的属性值发生改变时,就会调用
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context
{
NSLog(@"监听到%@的%@属性值改变了 - %@ - %@", object, keyPath, change, context);
}
/*
打印内容
监听到<MJPerson: 0x600001ea03e0>的age属性值改变了 - {
kind = 1;
new = 10;
old = 2;
} - 123
*/
KVO-1
探寻 KVO 的底层实现原理
通过重写 MJPerson 类中的 age 的 set 方法,我们发现 person1 对象和 person2 对象调用同样的 set 方法,但是person1 除了调用set方法之外还会另外执行监听器的observeValueForKeyPath方法。
说明KVO在运行时对person1对象做了一些改变。相当于在程序运行过程中,对person1对象做了一些变化,使得person1对象在调用 setage 方法的时候可能做了一些额外的操作,所以问题出在对象身上,两个对象在内存中肯定不一样,两个对象可能本质上并不一样。
KVO 的底层实现分析
首先我们在添加监听的地方打断点,打印出 person1 以及 person2 的 isa 指针,然后在添加监听的代码的下一行处打断点,再打印出 person1 以及 person2 的 isa 指针
KVO-2
通过上图比较监听前后发现,person1对象执行过addObserver操作之后,p1对象的isa指针由之前的指向类对象Person变为指向NSKVONotifyin_MJPerson类对象,而person2对象没有任何改变。也就是说一旦p1对象添加了KVO监听以后,其isa指针就会发生变化。
先来观察person2对象在内容中是如何存储的,person2在调用setage方法的时候,首先会通过person2对象中的isa指针找到MJPerson类对象,然后在类对象中找到setage方法。然后找到方法对应的实现。
未使用KVO监听的对象
person1对象的isa指针在经过KVO监听之后指向了NSKVONotifyin_MJPerson类对象,NSKVONotifyin_MJPerson其实是MJPerson的子类,那么也就是说其superclass指针是指向MJPerson类对象的,NSKVONotifyin_MJPerson是runtime在运行时生成的。那么person1对象在调用setage方法的时候,肯定会根据person1的isa找到NSKVONotifyin_MJPerson,在NSKVONotifyin_MJPerson中找setage的方法及实现。
查阅资料可以了解到。
NSKVONotifyin_MJPerson中的setAge方法中其实调用了 Fundation框架中C语言函数 _NSset*ValueAndNotify
,_NSset*ValueAndNotify
内部做的操作相当于,首先调用willChangeValueForKey
将要改变方法,之后调用父类的setage方法
对成员变量赋值,最后调用didChangeValueForKey
已经改变方法。didChangeValueForKey
中会调用监听器的监听方法,最终来到监听者的observeValueForKeyPath
方法中。
通过打印方法实现的地址来看一下person1和person2的setAge的方法实现的地址在添加KVO前后有什么变化。
NSLog(@"person1添加KVO监听之前 - %p %p", [person1 methodForSelector:@selector(setAge:)], [person2 methodForSelector:@selector(setAge:)]);
// 给person1对象添加KVO监听
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:@"123"];
NSLog(@"person1添加KVO监听之后 - %p %p", [person1 methodForSelector:@selector(setAge:)], [person2 methodForSelector:@selector(setAge:)]);
setAge 方法打印结果
在添加KVO监听之前,person1和person2的setAge方法实现的地址相同,而经过KVO监听之后,p1的setAge方法实现的地址发生了变化,对比前后的变化发现,person1的setAge方法的实现由Person类方法中的setAge方法转换为了C语言的Foundation框架的
_NSsetIntValueAndNotify
函数。Foundation框架中会根据属性的类型,调用不同的方法。例如我们之前定义的int类型的age属性,那么我们看到Foundation框架中调用的_NSsetIntValueAndNotify函数。那么我们把age的属性类型变为double重新打印一遍
setAge 方法 double 打印结果
发现调用的函数变为了_NSSetDoubleValueAndNotify,那么这说明Foundation框架中有许多此类型的函数,通过属性的不同类型调用不同的函数。
可以找到Foundation框架文件,通过命令行查询关键字找到相关函数
NSSet*AndNotify
NSKVONotifyin_MJPerson内部结构
NSKVONotifyin_MJPerson作为MJPerson的子类,其superclass指针指向MJPerson类,并且NSKVONotifyin_MJPerson内部一定对setAge方法做了单独的实现,那么NSKVONotifyin_MJPerson同MJPerson类的差别可能就在于其内存储的对象方法及实现不同。
我们通过runtime分别打印MJPerson类对象和NSKVONotifyin_MJPerson类对象内存储的对象方法
- (void)printMethodNamesOfClass:(Class)cls
{
unsigned int count;
// 获得方法数组
Method *methodList = class_copyMethodList(cls, &count);
// 存储方法名
NSMutableString *methodNames = [NSMutableString string];
// 遍历所有的方法
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 获得方法
Method method = methodList[i];
// 获得方法名
NSString *methodName = NSStringFromSelector(method_getName(method));
// 拼接方法名
[methodNames appendString:methodName];
[methodNames appendString:@", "];
}
// 释放
free(methodList);
// 打印方法名
NSLog(@"%@ %@", cls, methodNames);
}
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
MJPerson *person1 = [[MJPerson alloc] init];
MJPerson *person2 = [[MJPerson alloc] init];
person1.age = 1;
person1.age = 2;
person2.age = 1;
// 给person1对象添加KVO监听
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:@"123"];
[self printMethodNamesOfClass:object_getClass(person1)];
[self printMethodNamesOfClass:object_getClass(person2)];
person1.age = 10;
[person1 removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}
打印结果为
方法打印
发现NSKVONotifying_MJPerson中有4个对象方法。分别为setAge: class dealloc _isKVOA,那么至此我们可以画出NSKVONotifying_MJPerson的内存结构以及方法调用顺序。
使用了 KVO 监听的对象
这里NSKVONotifying_MJPerson重写class方法是为了隐藏NSKVONotifying_MJPerson。不被外界所看到。我们在person1添加过KVO监听之后,分别打印person1和person2对象的class可以发现他们都返回MJPerson。
NSLog(@"%@,%@",[person1 class],[person2 class]);
// 打印结果 MJPerson,MJPerson
猜测NSKVONotifying_MJPerson 中 class 的实现如下
// 隐藏了NSKVONotifying_MJPerson类的存在
- (Class)class
{
return [MJPerson class];
}
验证didChangeValueForKey:内部会调用observer的observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法
在 MJPerson 中重写 willChangeValueForKey: 和 didChangeValueForKey方法
- (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key
{
[super willChangeValueForKey:key];
NSLog(@"willChangeValueForKey");
}
- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key
{
NSLog(@"didChangeValueForKey - begin");
[super didChangeValueForKey:key];
NSLog(@"didChangeValueForKey - end");
}
打印结果
打印结果
通过打印内容可以看到,确实在didChangeValueForKey方法内部已经调用了observer的observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法。
手动触发KVO
MJPerson *person1 = [[MJPerson alloc] init];
person1.age = 2;
// 给person1对象添加KVO监听
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:@"123"];
[person1 willChangeValueForKey:@"age"];
[person1 didChangeValueForKey:@"age"];
[person1 removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
打印结果:
打印结果
打印发现,didChangeValueForKey方法内部成功调用了observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:,并且age的值并没有发生改变。
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