KVO 的实现原理

KVO 简单介绍

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，是Objectove-C 对观察者模式的实现。是当某个被指定的被观察者对象的属性被修改后，KVO 就会自动通知到响应个观察者的一种机制。

KVO 的使用三步骤

• 通过 addObserver:forKeyPath:options:context: 方法注册观察者，观察者可以接收 keyPath 属性的变化事件。

• 在观察者中实现 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 方法，当 keyPath 属性发生改变后，KVO 会回调这个方法来通知观察者。

• 当观察者不需要监听时，可以调用 removeObserver:forKeyPath: 方法将 KVO 移除。需要注意的是，调用 removeObserver 需要在观察者消失之前，否则会导致 Crash。

  例：如图所示，当改变p1 的name 属性值时，在 KVO 的回调方法中，可以通过打印出的log 看到监听到的属性值的变化。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.p1 = [[Person alloc] init];
    self.p1.name = @"old_name1";
    /**
     1. 注册观察者
     keyPath : 属性名
     optionsn : {
         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）
     }
     context
     */
    [self.p1 addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];
}

- (void)dealloc {
    // 3. 移除监听器，p1 这个对象移除self 控制器这个监听器
    [self.p1 removeObserver:self forKeyPath:@"name"];
}

// 2. 当 keyPath 属性发生改变时，KVO 会回调这个方法来通知观察者。
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    NSLog(@"KVO\n object: %@\nkeyPath: %@\nchange: %@", object, keyPath,change);
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    self.p1.name = @"new_name11";
}

p1 name 值改变.png

KVO 实现原理

针对上诉代码，添加多一个

    self.p2 = [[Person alloc] init];
    self.p2.name = @"old_name2";
// 在点击时，改变 p2 name 的属性值为 "new_name22"
    self.p2.name = @"new_name22";

这里并没有给 p2 注册监听观察者，运行程序根据打印出的 log 我们会发现，添加了 p2 打印出的 log 并没有发生变化，所以说 p2 name 的属性值虽然发生了改变，但是并不会回调到 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 方法。

对于上述问题，我们在执行注册监听观察者方法前后打断点，看看 p1 在 addObserver 之后发生了什么改变

addObserver 前后指针变化.png
通过上图可以看出，KVO 是基于 Objective-C 的 runtime 技术实现的，当观察一个对象的时候，会动态创建一个新的类，继承于原本的类，p1 在添加了KVO 监听之后，指针已经指向了 NSKVONotifyin_Person 类，那么在我们调用 p1 的 setName 方法时，其实会根据 p1 的 isa 指针，找到NSKVONotifyin_Person 中的 setName 方法及实现。
NSKVONotifyin_Person中 setName 方法内部，其实是调用了方法_NSSetIntValueAndNotiy，下面简单介绍一下_NSSetIntValueAndNotify中的方法调用：

   // 1. name 值即将被改变
    [self willChangeValueForKey:@"name"];
    // 2. 在 Person 类中，改变 name 的值
    _name = name;
    // 3. name 值已经发生改变
    [self didChangeValueForKey:@"name"];

其中在 didChangeValueForKey 方法中，会调用监听器observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 方法，最终来到监听者的 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 方法中。

综上所述，我们可以得出如下两个类的结构图：

未使用KVO监听的对象

未使用KVO监听的对象，即普通的类对象结构图

未使用KVO监听的对象结构图.png

使用KVO监听的对象

使用KVO监听的对象结构图.png

KVO 易错点

在使用 KVO 的时候，一定要注意的是，当注册成为了某个对象属性的观察者之后，一定要在合适的时间点将自己移除。重复 addObserver 和 removeObserver，Observer 被释放或者 keyPath 传错等都容易导致崩溃。