iOS KVO 底层实现原理探索

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⚠️ KVO (Key-Value Observing) 认识：

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是Objective-C对观察者设计模式的一种实现，它提供一种机制，指定一个被观察对象(如A类)，当对象中的某个属性发生变化的时候，对象就会接收到通知，并作出相应的处理。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

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⚠️ KVO底层实现原理

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• 1 KVO是基于runtime机制实现的
• 2 当某个类的属性对象第一次被观察时，系统就会在运行期动态地创建该类的一个派生类，在这个派生类中重写基类中任何被观察属性的setter 方法。派生类在被重写的setter方法内实现真正的通知机制
  3 如果原类为Person，那么生成的派生类名为NSKVONotifying_Person
• 4 每个类对象中都有一个isa指针指向当前类，当一个类对象的第一次被观察，那么系统会偷偷将isa指针指向动态生成的派生类，从而在给被监控属性赋值时执行的是派生类的setter方法
• 5 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，didChangeValueForKey:会被调用，继而 observeValueForKey:ofObject:change:context: 也会被调用。
• 6 补充：KVO的这套实现机制中苹果还偷偷重写了class方法，让我们误认为还是使用的当前类，从而达到隐藏生成的派生类

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⚠️ 代码验证

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• 首先创建一个 “Person” 模型文件 并且声明一个属性 name

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

• 在控制器中初始化该类的实例对象person,进行相关KVO常用三部曲

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    self.person = [[Person alloc]init];
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:NULL];
 
    
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    self.person.name = @"测试 peron 属性";
}


- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
    
    
    NSLog(@"改变了这个属性。%@ ",change);
    
    
}
- (void)dealloc{
 
    [self.person removeObserver:self forKeyPath:@"name"];
    
}

以上就是相关的环境搭建，相信只要接触iOS开发的同学都知道怎么使用KVO

从打印结果看

2020-11-13 10:16:37.142420+0800 KVODemo[8216:6066339] 改变了这个属性。{
    kind = 1;
    new = "\U6d4b\U8bd5 peron \U5c5e\U6027";
} 

NSKeyValueChangeSetting = 1, 也就是属性的setter方法，
NSKeyValueChangeInsertion = 2,是集合类型的添加方法，NSKeyValueChangeRemoval = 3,是集合的移除操作，NSKeyValueChangeReplacement = 4,是可变集合类型的元素替换。

typedef NS_ENUM(NSUInteger, NSKeyValueChange) {
    NSKeyValueChangeSetting = 1,
    NSKeyValueChangeInsertion = 2,
    NSKeyValueChangeRemoval = 3,
    NSKeyValueChangeReplacement = 4,
};

• 1.如何验证派生类NSKVONotifying_Person的存在？
  我们进行断点调试；在程序刚刚初始化self.person的时候以及添加观察者的时候进行断点调试，看看类的信息变化,通过object_getClassName输出当前类信息

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• 2 如何验证通过willChangeValueForKey 和 didChangevlueForKey 来改变监听属性的值，从而达到修改的目的？
  这一步其实很好验证的，我们在实现的类中重写+(BOOL)accessInstanceVariablesDirectly 使其返回值为NO,这样如果我们不手动实现以上的两个改变属性值得方法，我们是打印不出任何值得改变的，然而我们手动实现这两个方法时

-(void)setName:(NSString *)name
{
    [self willChangeValueForKey:name];
    _name = [name copy];
    [self didChangeValueForKey:name];
    
}

+(BOOL)accessInstanceVariablesDirectly
{
    return NO;
}

此时控制台打印的内容和我们监听的一抹一样。这就是通过willChangeValueForKey 和 didChangevlueForKey改变属性值得过程；

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• 3 如何验证通知结束后isa指向返回原类，派生类NSKVONotifying_Person释放
  我们在程序该控制器销毁的时候打印相关的结果，断点调试

image.png

(lldb) po object_getClassName(self.person)
"Person"