理解KVO

相信KVO对大家来说都不陌生，即使你没有使用过，基本也都曾了解过，听说过。
这篇文章作者就带大家来深入研究一下KVO的实现原理，以及使用，目的是让大家真正的理解KVO。

一. 了解方法

- (void)addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context;  
注册监听者
- (void)observeValueForKeyPath:(nullable NSString *)keyPath ofObject:(nullable id)object change:(nullable NSDictionary<NSKeyValueChangeKey, id> *)change context:(nullable void *)context; 
实现监听方法
- (void)removeObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath context:(nullable void *)context; 
注销监听

看到官方给我们听过的几个方法有没有觉得和通知、代理很类似？
其实就是一样的用法特别简单，共分为三个步骤:

• 注册
• 监听
• 移除

二. 注册监听者

我们来看注册监听方法

- (void)addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context;  

我们来看几个参数：

• observer: 监听对象(就是谁来监听KVO事件)
• keyPath: 监听属性的名字
• context: 添加监听方法的最后一个参数，是一个可选的参数，可以传任何数据，这个参数最后会被传到监听者的响应方法中，可以用来区分不同通知，也可以用来传值。如果你要用context来区分不同的监听知，一个推荐的做法是声明一个静态变量，其保持它自己的地址，这个变量没有什么意义，但是却能起到区分的作用，如下：

static void *ObservePersonContext = &ObservePersonContext;

• NSKeyValueObservingOptions: 监听选项是个枚举，我们来看一下都有那些类型可选

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, NSKeyValueObservingOptions) {

    NSKeyValueObservingOptionNew = 0x01,
    NSKeyValueObservingOptionOld = 0x02,
    NSKeyValueObservingOptionInitial API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = 0x04,
    NSKeyValueObservingOptionPrior API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = 0x08

};

• NSKeyValueObservingOptionNew：提供更改前的值
• NSKeyValueObservingOptionOld：提供更改后的值
• NSKeyValueObservingOptionInitial：观察最初的值（在注册观察服务时会调用一次触发方法）
• NSKeyValueObservingOptionPrior：分别在值修改前后触发方法（即一次修改有两次触发）

下面我们来看一段代码

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, assign) NSInteger age;

@end

#import "ViewController.h"
#import "Person.h"

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, strong) Person *richPerson;

@end

@implementation ViewController

static void *ObservePersonContext = &ObservePersonContext;

- (void)viewDidLoad {
    
    [super viewDidLoad];
    
    // 1. 首先我们先实例化一个Person对象
    Person *richPerson = [[Person alloc] init];
    richPerson.name = @"光头强";
    richPerson.age = 38;
    self.richPerson = richPerson;
    [self.richPerson addObserver:self forKeyPath:@"age" options:NSKeyValueObservingOptionNew|NSKeyValueObservingOptionOld|NSKeyValueObservingOptionInitial|NSKeyValueObservingOptionPrior context:ObservePersonContext];
    
    self.richPerson.age = 50;
}

以上就是一个简单的监听注册，这里大家一定要切记context的值，当监听多个对象，以及分类也使用了KVO等情况，强烈建议大家使用context来做区分。以免造成后期维护成本过高的影响。

三. 监听

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context
{
    if (context == ObservePersonContext) {
        NSLog(@"%@",keyPath);
        [self p_DoSometing];
    }
}

我们来了解一下监听方法中的几个参数

• keyPath: 我们监听变化的属性名字。
• object: 我们监听的对象。
• change: 一个存储我们需求的字典类型容器，根据注册时我们选择Option来传递给我们想要的数据,有五个常量作为它的键值：

* FOUNDATION_EXPORT NSKeyValueChangeKey const NSKeyValueChangeKindKey;
  一般情况下返回的都是1也就是第一个NSKeyValueChangeSetting，但是如果你监听的属性是一个集合对象的话，当这个集合中的元素被插入，
  删除，替换时，就会分别返回NSKeyValueChangeInsertion，NSKeyValueChangeRemoval和NSKeyValueChangeReplacement。

* FOUNDATION_EXPORT NSKeyValueChangeKey const NSKeyValueChangeNewKey;
  被监听属性改变后新值的key，当监听属性为一个集合对象，且NSKeyValueChangeKindKey不为NSKeyValueChangeSetting时，
  该值返回的是一个数组，包含插入，替换后的新值（删除操作不会返回新值）。

* FOUNDATION_EXPORT NSKeyValueChangeKey const NSKeyValueChangeOldKey;
  被监听属性改变前旧值的key，当监听属性为一个集合对象，且NSKeyValueChangeKindKey不为NSKeyValueChangeSetting时，
  该值返回的是一个数组，包含删除，替换前的旧值（插入操作不会返回旧值）

* FOUNDATION_EXPORT NSKeyValueChangeKey const NSKeyValueChangeIndexesKey;
  如果NSKeyValueChangeKindKey的值为NSKeyValueChangeInsertion, NSKeyValueChangeRemoval, 或者 NSKeyValueChangeReplacement，
  这个键的值是一个NSIndexSet对象，包含了增加，移除或者替换对象的index。

* FOUNDATION_EXPORT NSKeyValueChangeKey const NSKeyValueChangeNotificationIsPriorKey
  如果注册监听者是options中指明了NSKeyValueObservingOptionPrior，change字典中就会带有这个key，值为NSNumber类型的YES.

• context: 同步骤二注册！

四. 注销监听

- (void)dealloc
{
    [self removeObserver:self.richPerson forKeyPath:@"age"];
}

所谓注销就和通知一样，在我们编写逻辑的View或Controller销毁的时候，注销掉我们的监听。
当你向一个不是监听者的对象发送remove消息的时候（也可能是，你发送remove消息时，接受消息的对象已经被remove了一次，或者在注册为监听者前就调用了remove），xcode会抛出一个NSRangeException异常，所以，如果为了保险起见，可以把remove操作放在try/catch中。

注意：

一个监听者在其被销毁时，并不会自己注销监听，而给一个已经销毁的监听者发送通知，会造成野指针错误。所以至少保证，在监听者被释放前，将其监听注销。保证有一个add方法，就有一个remove方法。

OK，如果你认真看完了以上内容，恭喜你，你已经完全知道该如何来使用KVO了！
但是这部是本篇内容的主旨。但要深刻理解，我们继续往下看！

五. KVO的实现原理

先上两张截图方便大家参考

1.png
2.png

细心的你早已发现NSObject里的isa指针改变了
根据两张图我们可以看出，指向了一个看着眼熟似曾相识的类(NSKVONotifying_Person)。
没错!这个就是系统帮我们创建的Person的子类

愿意一探究竟的小伙伴可以自己在以上例子的基础上，创建一个名字为NSKVONotifying_Person的类，编译不会有任何问题，因为OC是运行时语言，在运行程序到注册监听的时候，系统会通过runtime的方法创建一个名字为NSKVONotifying_Person的类，但是这时程序会导致崩溃。
因为我已经手动创建了这个类。

当然感兴趣的小伙伴也可以使用runtime的方法在注册监听之前，动态创建NSKVONotifying_Person类，也会产生同样的问题！

总结

KVO 很强大，没错。知道它内部实现，或许能帮助更好地使用它，或在它出错时更方便调试。但官方实现的 KVO 提供的 API 实在不怎么样。

比如，你只能通过重写 -observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 方法来获得通知。想要提供自定义的 selector ，不行；想要传一个 block ，门都没有。而且你还要处理父类的情况 - 父类同样监听同一个对象的同一个属性。但有时候，你不知道父类是不是对这个消息有兴趣。虽然 context 这个参数就是干这个的，也可以解决这个问题 - 在 -addObserver:forKeyPath:options:context: 传进去一个父类不知道的 context。但总觉得框在这个 API 的设计下，代码写的很别扭。至少至少，也应该支持 block 吧。

所以在实际开发中 KVO 使用的情景并不多，更多时候还是用 Delegate 或 NotificationCenter。
后续作者会在进阶篇讲解自定义KVO的实现，敬请关注!