kvo底层窥探

2018-07-04 本文已影响105人目前运行时

相信kvo 作为一个ios开发者都用过，但是kvo底层具体怎么实现的，相信很多人也不太明白或者就算有的人明白但是也说的不是很清楚，我开始也不太明白，自己打算研究一下，下面我来分享一下，如果有错误希望大家给予指正：
将oc的代码转换成c或者c++代码的命令（比如我转换的main.m文件）
首先切换到main.m所在的文件位置，然后执行这段命令：

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m

如果代码中有__weak
执行这段命令

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-8.0.0 main.m

kvo 是什么？作用？
kvo 是键值观察者,key value observer 的缩写，作用是用来观察对象的属性改变的。
kvo的简单使用，下面我沾上我的代码，里面不经常用的参数，我做了一一的说明


#import "ViewController.h"
#import "DGPerson.h"
#import <objc/runtime.h>

@interface ViewController ()

@property (strong, nonatomic) DGPerson *person1;
//@property (strong, nonatomic) DGPerson *person2;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 动态生成这个类isa ---- NSKVONotifying_DGPerson
    self.person1 = [[DGPerson alloc] init];
    // 因为没有添加观察者 所以不生成中间类 而是isa --- 指向 DGPerson
    self.person1.age = 10;
    
//    self.person2 = [[DGPerson alloc] init];
//    self.person2.age = 20;
    // 查看他们调用那一个方法
//    NSLog(@"调用之前的 调用方法的地址 ：%p %p",[self.person1 methodForSelector:@selector(setAge:)],[self.person2 methodForSelector:@selector(setAge:)]);
    
    // 添加观察者。观察者的主要目的是 观察对象的属性的改变
    NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
 [self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:@"sasd"];
#pragma mark - 添加了观察者的之后的方法调用foundation的这个方法_NSSetIntValueAndNotify
    //  P (IMP) 0x10daf2790 :通过地址打印调用的方法
    
//   NSLog(@"调用之后的 调用方法的地址 ：%p %p",[self.person1 methodForSelector:@selector(setAge:)],[self.person2 methodForSelector:@selector(setAge:)]);
    NSLog(@"asdahsdajsdajsd");

}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    
    self.person1.age = 20;
//    self.person2.age = 30;

}
/**
 观察者的回去调用的代理

 @param keyPath 那个属性
 @param object 那个对象
 @param change 改变的字典
 @param context 传递的数据
 */
-(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    
    NSLog(@"%@ --- 的 %@ 属性值发生了改变，变化为 %@  传递给观察者的参数 %@",object,keyPath,change,context);
    
}
-(void)dealloc {
    [self.person1 removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}
@end

解释：其中注释的地方大家不要看，先看没有注释的地方，可以看到我们改变age的值开始调用了observeValueForKeyPath。。。。。的这个方法，其中observeValueForKeyPath这个方法的参数我在注释的时候都做了说明，特别注意的是context：苹果的官方文档的解释是：注册观察者以接收键值观察通知时提供的值，其实我们可以简单的理解为传递的参数数据。
以上的打印信息为：

2018-07-04 16:52:42.828077+0800 kvo的底层原理窥探[2581:264281] <DGPerson: 0x600000018440> --- 的 age 属性值发生了改变，变化为 {
    kind = 1;
    new = 20;
    old = 10;
}

kvo本质使用不是我们今天的重点，我们的重点是研究kvo 到底是怎么一回事.
1.重新创建一个person对象，命名为person2 ，其中person2不添加观察者，然后我们看看他们的isa指针指向的是什么？

image.png

我们大胆的猜测也就是添加了person1 添加了观察者，添加了观察者的对象他会在运行的时候时候动态生成一个中间类NSKVONotifying_DGPerson，怎么生成的，因为我们的oc 是一门动态的语言，对象添加了观察者，在运行时候 runtime会动态给他生成一个中间类。
2.我们在我们的app中创建一个类名字就叫NSKVONotifying_DGPerson，运行程序发现观察者失败了：

image.png
这也间接证明了，确实他在运行的时候创建了一个NSKVONotifying_DGPerson，其中我的person对象是DGPerson,你自己的项目他创建的肯定和你的类名字一至的，我们知道了他创建一个类他创建了什么方法，怎么执行的呢？
3.执行顺序，其中我们在添加观察者前后来看下他的调用方法的内存地址，通过方法的内存地址我们来在lldb中输入命令来看他执行的方法（p (IMP) 内存地址），通过输入命令我们可以看到
image.png

他调用的是这个方法：_NSSetIntValueAndNotify 这个方法一看就是c语言的方法，那我们可以大致猜一下，在这个类中NSKVONotifying_DGPerson 他的底层怎么实现的

#import "NSKVONotifying_DGPerson.h"

@implementation NSKVONotifying_DGPerson

- (void)setAge:(int)age
{
    _NSSetIntValueAndNotify();
}

// 伪代码
void _NSSetIntValueAndNotify()
{
    [self willChangeValueForKey:@"age"];
    [super setAge:age];
    [self didChangeValueForKey:@"age"];
}

- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key
{
    // 通知监听器，某某属性值发生了改变
    [oberser observeValueForKeyPath:key ofObject:self change:nil context:nil];
}

解释：其中以上的代码是我估计的，其实苹果是闭元的，我们看不到具体怎么实现，但是如果你的手机是越狱的可以通过ifunbox这个软件来找到fundation框架中的这个方法，确实有的我找过因为现在的我手机不是越狱的我没法演示了，通过反汇编的软件来看到他的汇编的代码，那个软件可以生成伪代码，她的伪代码和我写的基本差不多。

下面我们来看一个现象,我写了一句这样的代码

   Class person1Class = object_getClass(self.person1);
    Class person1Cls = [self.person1 class];
     NSLog(@"%@ --- %@",person1Class,person1Cls);
    Class person2Class = object_getClass(self.person2);
    Class person2Cls = [self.person2 class];
     NSLog(@"%@ --- %@",person2Class,person2Cls);

发生现象：

image.png

解释：要明白这个，需要知道这个函数object_getClass的作用，她的作用是：
1.传递一个实例对象生成的是类对象
2.传递一个类对象生成的是原类对象
3.传递原类对象生成的是基类的原类对象
以上的打印信息，可以证明添加了观察这的对象他在这个NSKVONotifying_DGPerson类中重写了class方法，为什么呢因为如果不重写那么我们的调用[self.person1 class]这个方法应该返回的是：NSKVONotifying_DGPerson而不是DGPerson,我猜测苹果这样写就是为了让我们普通开发者不知道NSKVONotifying_DGPerson，为什么object_getClass 就能返回他本身的类呢？因为object_getClass 是runtime的方法，他拿到的就是我们真实的方法。怎么证明NSKVONotifying_DGPerson确实重写了class方法呢？我用下面的代码进行证实。

- (void)methodWithClass:(Class)cls {
    
    unsigned int count;
    Method *methodList = class_copyMethodList(cls, &count);
    NSMutableString *nameStr = [NSMutableString string];
    
    for (NSInteger index = 0; index < count; index ++) {
        Method method = methodList[index];
        NSString *methodName = NSStringFromSelector(method_getName(method));
        [nameStr appendFormat:@" + %@",methodName];
    }
    NSLog(@"nameStr --- %@",nameStr);
    // c语言的函数要释放
    free(methodList);
}

打印：

image.png

可以看到其实他是实现了四个方法其中有class，我们大致猜测一下 ,class的实现应该是这样的

- (Class)class{
return [DGPerson class];
}

怎样手动触发kvo？
大致思路是：我们首先禁止kvo自动发送通知的方法，二是我们需要手动调用willChangeValuesForKey:(NSString *)key;和didChangeValuesForKey::(NSString *)key的方法；代码如下

#import "DGPerson.h"

@implementation DGPerson


-(void)setAge:(int)age {
    if (age < 0) {
        _age = age;
    }else{
        [self willChangeValueForKey:@"age"];
        _age = age;
        [self didChangeValueForKey:@"age"];
    }
}
/**
 是否自动发送通知呢

 @return no：不自动发送通知
 */
+(BOOL)automaticallyNotifiesObserversOfAge{
    return NO;
}
@end

注意：需要添加观察者，不添加观察者无效

kvo删除尽量不要用keypath这种方式进行删除，因为如果我是DGStudent继承的DGPerson 我在DGPerson添加了观察者，我在DGStudent也添加了观察者，那么我dealloc 都进行了删除，那么删除的同一个keypath的时候就会crash。
其中DGStudent 继承 DGPerson，在DGStudent添加了观察者，在DGPerson中也添加了观察者，那么只会调用 DGStudent中的观察者，其中在oneViewController 中添加了观察者，也在viewController中添加了观察者，那么在oneViewController中进行调用，要想调用父类中的观察者回调，需要这样书写：

#import "DGTwoViewController.h"
#import "DGStudent.h"

@interface DGTwoViewController ()

@end

@implementation DGTwoViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    
    [self.student addObserver:self forKeyPath:@"weight" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:@"weight"];
    [self.student addObserver:self forKeyPath:@"height" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:@"height"];
}
/**
 观察者的回去调用的代理

 @param keyPath 那个属性
 @param object 那个对象
 @param change 改变的字典
 @param context 传递的数据
 */
-(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    NSLog(@"------------------");
    NSLog(@"%@ --- 的 %@ 属性值发生了改变，变化为 %@  传递给观察者的参数 %@",object,keyPath,change,context);
    if (([object isKindOfClass:[DGStudent class]]) && ([keyPath isEqualToString:@"weight"] || [keyPath isEqualToString:@"height"])) {
        NSLog(@"我们是好孩子");
    }else{
        [super observeValueForKeyPath:keyPath ofObject:object change:change context:context];
    }

}
#pragma mark - 其他的相关的处理
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    
    self.student.weight = 50;
    self.student.height = 50;
}

-(void)dealloc {
    [self.student removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}
@end
头文件：
#import "DGViewController.h"
@interface DGTwoViewController : DGViewController
@end

kvo底层窥探

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