KVO分析

上节研究完KVC后，随之关联的还有一个KVO，本篇就让我们来分析一下KVO的使用以及原理

一、KVO使用

• KVO通常的使用方法是addObserver forKeyPath
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  再使用回调函数处理结果
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  最后再dealloc:移除掉观察者

对于添加观察对象方法：addObserver,可以根据官方文档KVO官方查询相关用法，其中

• addObserver:观察对象：观察对象首先通过发送广告向被观察对象注册
• keypath：需要观察的值，只能是被观察对象的属性值
• options：参数指定为按位或选项常量：即是被观察属性的变化，来影响生成通知的方式。有下面几种方式

NSKeyValueObservingOptionNew:观察属性的新值
NSKeyValueObservingOptionOld：选择从更改之前接收观察到的属性的值
NSKeyValueObservingOptionInitial：可以使用此附加的一次性通知在观察者中建立属性的初始值
NSKeyValueObservingOptionPrior：可以指示观察到的对象在属性更改之前发送通知（除了更改之后的常规通知）。变更字典表示变更前通知，方法是将键NSKeyValueChangeNotificationIsPriorKey与包装为YES的NSNumber的值包含在一起

• context:上下文，是标记不同对象或者不同属性的作用。因为同一个文件里可能有多个被观察对象，或者一个观察对象有多个属性值被观察，使用 静态变量的地址（ex：static void *PersonNickContext = &PersonNickContext;形式来分辨不同的对象或不同的属性。方便在回调函数中确定对象或者属性来进行后续操作。增加了代码的可读性，可扩展性，安全性
• addObserver: forKeyPath :options:context:方法不维护对观察对象、观察对象或上下文的强引用，因为是存在弱引用表中
• dealloc：每次调用addObserver后，都要调用dealloc方法，在其中实现
  移除键值观察器消息，指定观察对象、路径和上下文：（ex: [self.person removeObserver:self forKeyPath:@"nick" context:NULL]);

注：
1、如果没有注册观察员，则请求将其删除为观察员会导致NSRangeException
2、释放时，观察者不会自动删除自身。被观察对象继续发送通知，而不考虑观察者的状态。但是，与任何其他消息一样，发送到已发布对象的更改通知会触发内存访问异常。因此，你要确保观察者在从内存中消失之前将自己移除。
3、没有提供询问对象是观察者还是被观察者的方法。构造代码以避免相关错误。一种典型的模式是在观察者初始化期间（例如在init或viewdiload中）注册为观察者，并在释放期间注销（通常在dealoc中），确保正确配对和有序地添加和删除消息，并且在将观察者从内存中释放之前取消注册。

-是否可以 不移除:不可以。否则会崩溃，观察对象没被移除，但是观察者已经被释放了，再次注册时，添加观察器，消息发送后，系统不知道应该由哪个观察器接受。造成指针混乱（
由于第一次注册KVO观察者后没有移除，再次进入界面，会导致第二次注册KVO观察者，导致KVO观察的重复注册，而且第一次的通知对象还在内存中，没有进行释放，此时接收到属性值变化的通知，会出现找不到原有的通知对象，只能找到现有的通知对象，即第二次KVO注册的观察者，所以导致了类似野指针的崩溃，即一直保持着一个野通知，且一直在监听）

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• 自动/手动接受消息
  默认观察器都是自动接受到属性值变化的消息的。如果想要手动调用，则要关闭自动开关automaticallyNotifiesObserversForKey
  

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  并且在属性的set方法中实现willChangeValueForKey和didChangeValueForKey,并在其中间赋值
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  当打开自动开关（ 默认）时，猜测系统检测属性值变化，也是调用了willChangeValueForKey和didChangeValueForKey，
  测试：
  1、首先在addObserve处打断点，使用watchpoint set variable self->_person->_nick来观察属性值nick(注：watchpoint set variable:观察变量值改变命令）
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  2、然后点击页面，捕捉到nick的变化
  d
  3、最终调入如下，堆栈显示
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  结论：属性值变化时，确实是willChangeValueForKey和didChangeValueForKey之间捕捉了nick的set方法

• 覆写keypath:通过覆写keypath来定一个新的观察路径。
  使用案例：
  检测进度:定义一个进度属性：downloadProgress以及相关属性：
  

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  覆写keypath
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  设置初始值
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  注册观察器
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  检测keypath变化
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• 检测数组变化
  定义一个可变数组：dateArray，点击页面时赋值，发现，在回调方法不走。这是为什么呢？
  

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找到文档里关于观察数组时的要求：观察数组要按照kcv的形式赋值，才能发送更改消息
那么将数组按照kvc形式赋值，更改

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结果收到了更改的消息，且类型kind为2，是NSKeyValueChange的值，查到NSKeyValueChange定义，有如下四种值的改变方式

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二、KVO底层
都知道，KVO只能观察属性，不能观察成员变量，这个也有在代码里验证过，只能是属性可以被观察，这是为什么呢，属性和成员变量的区别就在于，多了set和get方法。说明，是kvo
只能观察set方法，捕捉到了值的变化，下面让我们来验证

• 根据文档，被观察对象的isa会指向一个中间类
  这个中间类是什么，又是在什么时节生成的？
  观察生成中间类时机，测试一下：
  image.png
  果然，调用完addObserver后，生成了一个中间类，也可以叫做派生类NSKVONotifying_LGPerson
• 那么这个派生类里有哪些方法呢，
  添加打印方法代码

#pragma mark - 遍历方法-ivar-property
- (void)printClassAllMethod:(Class)cls{
    unsigned int count = 0;
    Method *methodList = class_copyMethodList(cls, &count);
    for (int i = 0; i<count; i++) {
        Method method = methodList[i];
        SEL sel = method_getName(method);
        IMP imp = class_getMethodImplementation(cls, sel);
        NSLog(@"%@-%p",NSStringFromSelector(sel),imp);
    }
    free(methodList);
}

顺便添加一下打印类名的方法

#pragma mark - 遍历类以及子类
- (void)printClasses:(Class)cls{
    
    // 注册类以及它子类的名字
    int count = objc_getClassList(NULL, 0);
    // 创建一个数组， 其中包含给定对象
    NSMutableArray *mArray = [NSMutableArray arrayWithObject:cls];
    // 获取所有已注册的类
    Class* classes = (Class*)malloc(sizeof(Class)*count);
    objc_getClassList(classes, count);
    for (int i = 0; i<count; i++) {
        if (cls == class_getSuperclass(classes[i])) {
            [mArray addObject:classes[i]];
        }
    }
    free(classes);
    NSLog(@"classes = %@", mArray);
}

调用

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发现派生类实际上是当前类的子类，且重新生成了set方法

注：为什么方法不是继承：因为继承的话，不会在子类中显示，只在父类中，这一点也可以添加LGPerson类的一个子类再打印一次方法列表试试，对比结果，也可以印证这一点。

• 何时isa再指回原类，猜测是在dealloc里，移步到dealloc
  测试:
  image.png

确实调用完removeObserver后，isa再指回原类了。

• 🤔️：派生类已经移除了么？
  我们到dealloc里处理打断点，移除观察者后，再调用获取类和子类的方法，发现派生类还存在。ps：测试页面销毁后，再次获取person类及其子类，还是同样的结果。

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派生类根本就不移除了：因为KVO派生类只要生成，就会一直存在，这样可以减少频繁的添加操作

至此，整个KVO原理大致流程明白了：创建派生类实现了键值观察。

添加：addObserver时，创建了派生类，派生类是当前类的子类，重写了被监听属性的setter方法，并将当前类的isa指向了派生类。（此时开始，所有调用本类的方法，都是调用的派生类。派生类中没有的方法，就会沿着继承链查询到本类）

改变属性值： 派生类重写了被监听属性的setter方法，在派生类的setter方法触发时：在willChange之后，didChange之前,调用父类属性setter方法，完成父类属性的赋值。

移除： 在removeObserver后，isa从派生类指回本类。 但创建过的派生类，不会被本类从子类列表中移除，会一直存在。

假象： 外部打印class永远看不到派生类，是因为派生类将class方法重写了，故意不让外界看到。