KVO实现原理

什么是KVO

KVO全称KeyValueObserving，俗称键值监听，是苹果提供的一套事件通知机制。允许对象监听另一个对象特定属性的改变，并在改变时接收到事件。由于KVO的实现机制，所以对属性才会发生作用，一般继承自NSObject的对象都默认支持KVO。

KVO实现原理

• KVO是通过isa-swizzling技术实现的(这句话是整个KVO实现的重点)。

• 在运行时根据原类创建一个中间类（假如这个类名为Person，那么这个中间类就为NSKVONotifying_Person），这个中间类是原类的子类，并动态修改当前对象的isa指向中间类。当修改 instance 对象的属性时，会调用 Foundation框架的 _NSSetXXXValueAndNotify 函数 ,该函数里面会先调用 willChangeValueForKey: 然后调用父类原来的 setter 方法修改值，最后是 didChangeValueForKey:。didChangeValueForKey 内部会触发监听器（Oberser）的监听方法observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:

• 并且将class方法重写，返回原类的Class。

实践

1. 首先创建一个Person类，继承自NSObject。

   Person.h （部分代码）

    @interface Person : NSObject
       
    @property (nonatomic, assign) int age;
       
    @end
   

2. 在控制器中初始化一个Person实例。

   ViewController.m（部分代码）

    @interface ViewController ()
       
    @property (nonatomic, strong) Person *man;
       
    @end
       
    @implementation ViewController
       
    - (void)viewDidLoad {
        [super viewDidLoad];
        // Do any additional setup after loading the view.
           
        Person *man = [Person new];
        _man = man;
        //断点1
        [man addObserver:self forKeyPath:@"age" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];
       
        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            man.age = 10;
        });
       
    }
       
    - (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context
    {
        NSLog(@"%@", object); //断点2
        NSLog(@"%@", keyPath);
        NSLog(@"%@", change);
    }
   

   在断点1和2分别打上断点，然后在lldb中输入:

    p  _man->isa
   

   可以看到，分别打印了：

   断点1：

    (lldb) p _man->isa
    (Class) $1 = Person
   

   断点2：

    (lldb) p _man->isa
    (Class) $2 = NSKVONotifying_Person
   

   这说明了Runtime的isa-swizzling动态的生成了Person的子类：NSKVONotifying_Person，并且把_man的isa指向了NSKVONotifying_Person。

3. 松开断点，可以看到控制台打印：

    2020-05-13 17:00:13.258194+0800 KVO[37184:1734037] <Person: 0x6000016e2220>
    2020-05-13 17:00:13.258402+0800 KVO[37184:1734037] age
    2020-05-13 17:00:13.258636+0800 KVO[37184:1734037] {
        kind = 1;
        new = 10;
        old = 0;
    }
   

4. 如果需要手动触发KVO，可以在Person.h加入一个成员变量：

    @interface Person : NSObject
    {
        @public NSString *_name;
    }
       
    @property (nonatomic, assign) int age;
       
    @end
   

   在ViewController.m中添加观察者：

    [man addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];
   

   此时，修改_man->_name，

    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        man.age = 10;
        man->_name = @"Tom";
    });
   

   打印后可以发现，并没有监听到name的变化。

   手动触发：

    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        man.age = 10;
           
        //不会触发KVO
        //man->_name = @"Tom";
           
        //手动触发
        [man willChangeValueForKey:@"name"];
        man->_name = @"Tom";
        [man didChangeValueForKey:@"name"];
    });
   

5. 还可以通过KVC触发：

    [man setValue:@"Tome" forKey:@"name"];
   

6. 最后，要记得移除观察者，如果重复移除，将会导致崩溃。

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

参考资料：

关于KVO看这篇就够了

iOS开发 – KVO的实现原理与具体应用