iOS-底层原理20-KVO(上)

《iOS底层原理文章汇总》

1.观察者中的context上下文参数可以防止重名(多个对象观察的同名属性区分)，性能，代码可读性，安全

2.观察者在dealloc方法中要移除，若不移除，程序将会奔溃。

[self.student addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:NULL];
- (void)dealloc{
    [self.student removeObserver:self forKeyPath:@"name" context:NULL];
}

3.单例对象的属性观察者，在两个Controller中都对同一个属性name进行观察，若没有remove掉，会引起野指针，无法判定是哪一个观察者而崩溃

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[self.student addObserver:self forKeyPath:@"name" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];中并不会产生循环引用，在底层添加的属性observer是weak保存的self

4.手动和自动观察，默认为自动观察

手动观察:自动开关关闭automaticallyNotifiesObserversForKey返回NO，增加[self willChangeValueForKey:@"nick"]和[self didChangeValueForKey:@"nick"]

[self.person addObserver:self forKeyPath:@"nick" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:NULL];
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
    // fastpath
    // 性能 + 代码可读性
    NSLog(@"%@",change);
}
// 自动开关
+ (BOOL) automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key{
    return NO;
}
- (void)setNick:(NSString *)nick{
    [self willChangeValueForKey:@"nick"];
    _nick = nick;
    [self didChangeValueForKey:@"nick"];
}

5.下载的进度:已下载/总下载

[self.person addObserver:self forKeyPath:@"downloadProgress" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];
self.person.writtenData += 10;
self.person.totalData  += 1;

+ (NSSet<NSString *> *)keyPathsForValuesAffectingValueForKey:(NSString *)key{
    
    NSSet *keyPaths = [super keyPathsForValuesAffectingValueForKey:key];
    if ([key isEqualToString:@"downloadProgress"]) {
        NSArray *affectingKeys = @[@"totalData", @"writtenData"];
        keyPaths = [keyPaths setByAddingObjectsFromArray:affectingKeys];
    }
    return keyPaths;
}
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
    NSLog(@"%@",change);
}
// 自动开关
+ (BOOL) automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key{
    return YES;
}

- (NSString *)downloadProgress{
    if (self.writtenData == 0) {
        self.writtenData = 10;
    }
    if (self.totalData == 0) {
        self.totalData = 100;
    }
    return [[NSString alloc] initWithFormat:@"%f",1.0f*self.writtenData/self.totalData];
}

6.数组的观察:对于集合类型，属于键值观察，基于KVC，不能直接添加元素，需要将数组mutableArrayValueForKey保存

// 5: 数组观察
self.person.dateArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:1];
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"dateArray" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];
// KVC 集合 array
[[self.person mutableArrayValueForKey:@"dateArray"] addObject:@"1"];
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
    NSLog(@"%@",change);
}
- (void)dealloc{
    [self.person removeObserver:self forKeyPath:@"dateArray"];
}

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NSKeyValueChangeSetting,表示观察的属性为非集合类型，如nick，kind为1;
NSKeyValueChangeInsertion,表示观察的属性为集合类型，如dataArray，kind为2

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/* Possible values in the NSKeyValueChangeKindKey entry in change dictionaries. See the comments for -observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: for more information.
*/
typedef NS_ENUM(NSUInteger, NSKeyValueChange) {
    NSKeyValueChangeSetting = 1,
    NSKeyValueChangeInsertion = 2,
    NSKeyValueChangeRemoval = 3,
    NSKeyValueChangeReplacement = 4,
};

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6.KVO底层原理，怎么实现观察，KVO观察的是setter方法

• 1.KVO只能观察属性，属性有setter方法，不能观察成员变量
  观察LGPerson中的成员变量name，点击屏幕发现没有打印变化，没有观察到

    self.person = [[LGPerson alloc] init];
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"nickName" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];
    - (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    NSLog(@"实际情况:%@-%@",self.person.nickName,self.person->name);
    self.person.nickName = @"KC";
     self.person->name    = @"Cooci";
}
#pragma mark - KVO回调
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
    NSLog(@"%@",change);
}
- (void)dealloc{
    [self.person removeObserver:self forKeyPath:@"name"];
    [self.person removeObserver:self forKeyPath:@"nickName"];
}

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• 2.KVO会形成中间类:原来的person对象的isa指向了LGPerson类，生成中间类后，isa不再指向LGPerson类，isa指向发生了变化，添加观察者后，person对象的isa指向派生中间类NSKVONotifying_LGPerson,object_getClassName(self.person)获取当前isa的情况

  
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  查看添加观察者前后的子类情况

  
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  中间类NSKVONotifying_LGPerson中有什么东西呢，方法，属性
  NSKVONotifying_LGPerson中的所有方法:setNickName:,class,dealloc(释放监听),_isKVOA(是否是KVO)
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  setNickName:方法属于继承自LGPerson方法还是重写呢？新建LGPerson的子类LGStudent,查看LGStudent中的方法，若LGStudent也有上述NSKVONotifying_LGPerson中的所有方法(setNickName:,class,dealloc(释放监听),_isKVOA(是否是KVO))，则表明NSKVONotifying_LGPerson中的所有方法来自于继承,打印发现LGStudent中没有任何方法，故NSKVONotifying_LGPerson中的所有方法都来自重写

  
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  这几个方法都来自于重写，在LGStudent中重写setName:可以验证，打印出LGStudent中的setName:方法
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  添加观察者后isa指向中间类NSKVONotifying_LGPerson，什么时候isa指回来LGPerson呢?是在移除观察者的时候吗?查看dealloc析构函数中移除观察者前后指针指向。
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  移除观察者后发现NSKVONotifying_LGPerson注册到内存中后会一直存在，防止之后程序继续添加观察者，再重复开辟NSKVONotifying_LGPerson内存空间，浪费性能
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  setter 子类 - 父类改变 nickName 传值
  设置观察点watchpoint set variable self->_person->_nickName
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  通过设置观察点发现setNickName:在willChange和didChange之间,进入了父类的setNickName:方法，从中间类NSKVONotifying_LGPerson中调用了[super setNickName:]方法，所以是父类改变了nickName的值

  
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7.自定义KVO

步骤如下：
// 1: 模拟系统
// 2: 移除观察者 - 自动移除
// 3: 响应式+函数式

// 1: 验证是否存在setter方法 : 不让实例进来
[self judgeSetterMethodFromKeyPath:keyPath];
// 2: 动态生成子类
Class newClass = [self createChildClassWithKeyPath:keyPath];
//  2.1 申请类
//  2.2 注册
//  2.3 添加方法
// 3: isa 指向
object_setClass(self, newClass);
// 4: 父类 setter
// 5: 观察者去响应

1.验证是否存在setter方法 : 不让实例成员变量进来,若观察成员变量name，则会报错

#pragma mark - 验证是否存在setter方法
- (void)judgeSetterMethodFromKeyPath:(NSString *)keyPath{
    Class superClass    = object_getClass(self);
    SEL setterSeletor   = NSSelectorFromString(setterForGetter(keyPath));
    Method setterMethod = class_getInstanceMethod(superClass, setterSeletor);
    if (!setterMethod) {
        @throw [NSException exceptionWithName:NSInvalidArgumentException reason:[NSString stringWithFormat:@"老铁没有当前%@的setter",keyPath] userInfo:nil];
    }
}

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2.动态生成子类:

I.申请类
II.注册
III.添加方法:不能添加动态成员变量，成员变量存在于ro中，ivar在read_images中就初始化和分配好了ivar空间，存在于ro，clean memory，不能再进行添加了
但是方法和属性添加在rwe中，dirty memory，可以进行添加

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方法要是最原始的LGPerson中的setNickName方法,传入[self class],
Method method = class_getInstanceMethod([self class], setterSel);

#pragma mark -
- (Class)createChildClassWithKeyPath:(NSString *)keyPath{
    
    NSString *oldClassName = NSStringFromClass([self class]);
    NSString *newClassName = [NSString stringWithFormat:@"%@%@",kLGKVOPrefix,oldClassName];
    Class newClass = NSClassFromString(newClassName);
    if (newClass) return newClass;
    // kLGKVOPrefix
    //  2.1 申请类
    newClass = objc_allocateClassPair([self class], newClassName.UTF8String, 0);
    //  2.2 注册
    objc_registerClassPair(newClass);
    //  2.3 添加方法 - 属性 - ivar - ro
    
    SEL setterSel = NSSelectorFromString(setterForGetter(keyPath));
    Method method = class_getInstanceMethod([self class], setterSel);
    const char *type = method_getTypeEncoding(method);
    class_addMethod(newClass, setterSel, (IMP)lg_setter, type);
    
    return newClass;
}

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3.指向isa

object_setClass(self, newClass);

4.观察的属性，如何响应到自定义方法中呢？请看下一篇博客

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