iOS - Key Value Observing

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Key Value Observing (KVO) - 允许将其他对象的指定属性变更通知给对象

参考链接

Key-Value Observing.Apple.Documentation

一、At a Glance

KVO 主要用于 Model 和 Controller 之间的通信

1. View 通过 Controller 观察 Model 的属性进行改变
2. Model 也可以观察其他 Model，甚至可以观察 Model 本身（通常用于确认从属值何时改变）

>> Example

image.png

假设 Person 实例与 Account 实例进行交互，表示该人在银行的储蓄账户。Person 实例可能需要知道 Account 实例的某些方面何时发生改变
Person 可以定期轮询 Account 的属性 blance 或 interestRate，但是这样效率低下，所以衍生出 KVO，能够在 Account 发生改变时收到通知并作出响应

二、Registering for Key-Value Observing

将观察者注册到观察对象 addObserver:forKeyPath:options:context:
observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 在观察者内部实现该方法以接收更改通知消息
当观察者不再接收消息，应该使用该方法注销观察者 removeObserver:forKeyPath:，并在观察者释放之前调用该方法

并非所有的类都支持 KVO

1. Registering as an Observer

addObserver:forKeyPath:options:context: 注册成为观察者

不强引用观察者、被观察者和上下文

Options	Description
`NSKeyValueObservingOptionOld`	指定 change dictionary 包含变更后的旧值
`NSKeyValueObservingOptionNew`	指定 change dictionary 包含变更后的新值
`NSKeyValueObservingOptionInitial`	在注册方法 return 之前发送一个通知哦
`NSKeyValueObservingOptionPrior`	注册后发送一个预改变通知，change dictionary 中包括 `NSKeyValueChangeNotificationIsPriorKey : @(YES)`

context:
可以为每个观察到的键路径创建一个上下文，区分父类与该类观察相同键路径的情况

/// Creating context pointers
static void *PersonAccountBalanceContext = &PersonAccountBalanceContext;
static void *PersonAccountInterestRateContext = &PersonAccountInterestRateContext;

- (void)registerAsObserverForAccount:(Account*)account {
    [account addObserver:self
              forKeyPath:@"balance"
                 options:(NSKeyValueObservingOptionNew |
                          NSKeyValueObservingOptionOld)
                 context:PersonAccountBalanceContext];
 
    [account addObserver:self
              forKeyPath:@"interestRate"
                 options:(NSKeyValueObservingOptionNew |
                          NSKeyValueObservingOptionOld)
                  context:PersonAccountInterestRateContext];
}

2. Receiving Notification of a Change

Change Dictionary	Description
`NSKeyValueChangeKindKey`	NSKeyValueChangeSetting 如果观察到对象的值已更改
`NSKeyValueChangeNewKey`	提供更改之后的新值
`NSKeyValueChangeOldKey`	提供更改之前的旧值
`NSKeyValueChangeIndexesKey`	对应是一个 `NSIndexSet` 对象，如果 `NSKeyValueChangeKindKey` 对应的键是 `NSKeyValueChangeInsertion`, `NSKeyValueChangeRemoval`, or `NSKeyValueChangeReplacement`，那么该值为插入、移除、替换的对象

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath
                      ofObject:(id)object
                        change:(NSDictionary *)change
                       context:(void *)context {
 
    if (context == PersonAccountBalanceContext) {
        // Do something with the balance…

       // if ([keyPath isEqualToString: @"keyPath"]) 
      /// 如果通过 NULL 指定上下文，则通过通知的 keypath 和 正在观察的 keypath 进行比较；

    } else if (context == PersonAccountInterestRateContext) {
        // Do something with the interest rate…
 
    } else {
        // Any unrecognized context must belong to super
        [super observeValueForKeyPath:keyPath
                             ofObject:object
                               change:change
                               context:context];
    }
}

3. Removing an Object as an Observer

- (void)unregisterAsObserverForAccount:(Account *)account {
    [account removeObserver:self
                 forKeyPath:@"balance"
                    context:PersonAccountBalanceContext];
 
    [account removeObserver:self
                 forKeyPath:@"interestRate"
                    context:PersonAccountInterestRateContext];
}

在移除观察者的时候需要注意以下几点

如果在观察者移除时之前没有注册过，将会抛出异常
请确保 removeObserver:forKeyPath:context: 和 addObserver:forKeyPath:options:context: 是成对调用的；如果不能保证需要放在 try/catch 中处理可能存在的异常
观察者不会在 deallocated 时自动移除自己，如果在观察者已被释放的情况下，被观察者发送变更通知，相当于发送到一个 released 对象，触发内存访问异常
该协议无法查询对象是观察者和非观察者；经典做法是在观察者初始化期间（例如 init 或者 viewDidLoad）注册成为观察者，在释放过程中（dealloc）注销（注意 1: 1 配对添加和移除消息）

三、Registering Dependent Keys

1. To-One Relationships

一个属性的值取决于另一个对象中一个或多个其他属性的值

keyPathsForValuesAffectingValueForKey:

- (NSString *)fullName {
    return [NSString stringWithFormat:@"%@ %@",firstName, lastName];
}

当 firstName 或 lastName 发生改变时，需要通知观察 fullName 属性

/// Example 1
+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingValueForKey:(NSString *)key {
 
    NSSet *keyPaths = [super keyPathsForValuesAffectingValueForKey:key];
 
    if ([key isEqualToString:@"fullName"]) {
        NSArray *affectingKeys = @[@"lastName", @"firstName"];
        keyPaths = [keyPaths setByAddingObjectsFromArray:affectingKeys];
    }
    return keyPaths;
}

/// Example 2
+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingFullName {
    return [NSSet setWithObjects:@"lastName", @"firstName", nil];
}

2. To-Many Relationships

假如有一个对象 Department，他有很多 employees；然后每一个 employee 都具有 salary 属性
我们需要通过所有 employee.salary 计算出 totalSalary
一对多（一个父项对应多个子项）

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context {
 
    if (context == totalSalaryContext) {
        [self updateTotalSalary];
    }
    else
    // deal with other observations and/or invoke super...
}
 
- (void)updateTotalSalary {
    [self setTotalSalary:[self valueForKeyPath:@"employees.@sum.salary"]];
}
 
- (void)setTotalSalary:(NSNumber *)newTotalSalary {
 
    if (totalSalary != newTotalSalary) {
        [self willChangeValueForKey:@"totalSalary"];
        _totalSalary = newTotalSalary;
        [self didChangeValueForKey:@"totalSalary"];
    }
}
 
- (NSNumber *)totalSalary {
    return _totalSalary;
}

如果使用的是 Core Data，可以在通知中心将父项注册为 Managed object 上下文的观察者，响应子项发布的相关变更通知

四、Key-Value Observing Implementation Details

使用 isa-swizzling 技术；在对对象的属性注册观察者时，将修改观察对象的 isa 指针，指向一个中间类而不是真实的类，isa 指针的值不一定反映实例的实际类型
isa 指向对象的类，实际上是一个调度表，包含指向该类实现的方法的指针及其他数据
不要依靠 isa 指针来确定类成员，相反应该使用 class 方法来确定对象实例的类