KVC & KVO 的实践和理解

1.KVC 部分

KVC全称是Key Value Coding,KVC提供了一种间接访问其属性方法或成员变量的机制，可以通过字符串来访问对应的属性方法或成员变量，是苹果的黑魔法的一种；

• 常用方法

- (nullable id)valueForKey:(NSString *)key;
- (void)setValue:(nullable id)value forKey:(NSString *)key;
- (nullable id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;
- (void)setValue:(nullable id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;

具体更多可用方法可查看Foundation 框架 NSKeyValueCoding.h头文件；

1.1 KVC基本用法

在使用KVC时，直接将属性名当做key，并设置value，即可对属性进行赋值。

[kvcObj setValue:@"name1 value" forKey:@"name1"];
[kvcObj valueForKey:@"name1"];

如果调用者 设置的 value 值 不是一个对象，而是一个nil，则会执行- setNilValueForKey: 方法，-(void)setNilValueForKey: 方法是默认实现的，开发者可用通过重写对象的 -(void)setNilValueForKey: 方法来解决导致的程序异常;
需要注意的是只有 给非指针型对象的 成员变量赋值为 nil 的时候，才会触发崩溃;

• 执行代码
  [kvcObj setValue:nil forKeyPath:@"name1"];
[kvcObj setValue:nil forKeyPath:@"age"];

• 异常情况:

2020-03-26 20:13:09.180672+0800 runtime[24707:6196226] *** Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: '[<KVCObject 0x6000000ed260> setNilValueForKey]: could not set nil as the value for the key age.'

重写 - setNilValueForKey: 方法后:

• 添加代码

-(void)setNilValueForKey:(NSString *)key{
    NSLog(@"开发者通过KVC对【 %@ 】成员变量设置了 nil",key);
}

• 运行结果

runtime[24810:6205573] 开发者通过KVC对【 age 】成员变量设置了 nil

1.2 处理异常

程序在调用KVC赋值的时候，会优先调用setkey方法(Key 表示属性名)，如果没有找到setKey 方法，KVC会检查+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly 是否返回YES，且该方法默认返回YES，如果开发者重写了 + (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly 方法并返回 NO，系统则会直 执行 setValue：forUndefinedKey：方法，默认 setValue：forUndefinedKey： 方法没有实现，程序会异常导致崩溃；

• 执行代码
  [kvcObj setValue:@" value" forKeyPath:@"undefineKey"];
• 运行结果

runtime[25927:6253200] 开发者【 undefineKey 】未定义、且调用了KVC

添加了- setValue: forUndefinedKey: 方法后

• 添加代码

- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key{
      NSLog(@"开发者【 %@ 】未定义、且调用了KVC",key);
}

• 运行结果

runtime[25927:6253200] 开发者【 undefineKey 】未定义、且调用了KVC

1.3 KVC 赋值查找顺序

（1）首先搜索setKey:方法。（key指成员变量名，首字母大写）

（2）上面的setter方法没找到，如果类方法 +(BOOL)accessInstanceVariablesDirectly返回YES。那么按_key，_isKey，key，iskey的顺序搜索成员名。

（3）如果没有找到成员变量，调用- (void)setValue: forUnderfinedKey:

为了验证对KVC对象赋值顺序，是按照 set<Key>、_<key>、 _is<Key> 、is<Key>的顺序设置成员变量，分别定义了1至4 步骤，设置进行验证；

• 操作步骤

• 1. 保留 _name2、_isName2、name2、isName2成员变量 ，通过KVC给 name2 赋值，打印有关 name2 的成员变量值
• 2. 注释 _name2，打印有关name2 的成员变量值
• 3. 注释 _name2 和_isName2，打印有关name2 的成员变量值
• 4. 注释 _name2 、_isName2和name2 ，打印有关name2 的成员变量值

• 执行代码

[kvcObj setValue:@"xxxx" forKey:@"name2"];
[kvcObj printName2];

• 运行结果

1.情况1运行结果

runtime[26639:6315192] _name2 :xxxx
runtime[26639:6315192] _isName2 :(null)
runtime[26639:6315192] name2 :(null)
runtime[26639:6315192] isName2 :(null)

2.情况2运行结果 ：

runtime[26689:6318649] _isName2 :xxxx
runtime[26689:6318649] name2 :(null)
runtime[26689:6318649] isName2 :(null)

3.情况3运行结果：

 runtime[26738:6321684] name2 :xxxx
 runtime[26738:6321684] isName2 :(null)

4.情况4运行结果：

runtime[27227:6340308] isName2 :xxxx

间接证明了如果没有找到Set<Key>方法的话，会按照_key，_iskey，key，iskey的顺序搜索成员并进行赋值操作；

1.4 KVC valueForKey 的搜索方式

（1）首先按 getKey，key，isKey的顺序查找getter方法，找到直接调用。如果是BOOL、int等内建值类型，会做NSNumber的转换。

（2）上面的getter没找到，查找countOfKey、objectInKeyAtindex、KeyAtindexes格式的方法。如果countOfKey和另外两个方法中的一个找到，那么就会返回一个可以响应NSArray所有方法的代理集合的NSArray消息方法。

（3）还没找到，查找countOfKey、enumeratorOfKey、memberOfKey格式的方法。如果这三个方法都找到，那么就返回一个可以响应NSSet所有方法的代理集合。
（4）还是没找到，且类方法+(BOOL)accessInstanceVariablesDirectly返回YES。那么按_key，_isKey，key，iskey的顺序搜索成员5名。

（5）再没找到，调用- (id)valueForUndefinedKey:。

2.KVO 部分

KVO全称KeyValue Observing，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。
使用KVO只需要两个步骤：

• (1) 注册Observer；
• (2) 接收通知；
• (3) 当观察者不需要监听时，可以调用removeObserver:forKeyPath:方法将KVO移除; (建议在dealloc方法里移除)

2.1 KVO 的实现原理

当一个对象被观察时（Persion类），系统会在编译期间基于该类 实现一个新的子类（KvoPersion类）,并对观察的属性 name （举例）重写其setter 方法；重写的setter 方法会在调用原setter方法之前和之后通知所有观察者 值的更改。最后通过isa 混写（isa-swizzling）把这个被观察者对象的isa 指针 指向类新创建的子类，被观察者就变成类系统生成的新子类（KvoPersion）对象；

• 实现原理逻辑图如下帮助理解

KVO实现原理图.jpg.jpg

下面一些实例代码，是自己关于KVO 的一些猜想和实现；

打印监听对象的isa指针.png

2.1 第一种默认情况（不重写set 方法）

定义属性：(不重写age的set \ get 方法)
@property (nonatomic,assign) NSInteger age;

• 执行代码

animal.age = 18;
//等同于
[animal setAge:18];

• 运行结果

runtime[87775:4775968] keyPath:age
 change:{
    kind = 1;
    new = 18;
    old = 0;
}
runtime[87775:4775968] keyPath:age
 change:{
    kind = 1;
    new = 18;
    old = 18;
}

2.2 第2种情况（重写set方法、不赋值）

重写name 的set方法,对成员变量_name 不赋值;
运行结果是可以触发KVO,_name 成员变量没有赋值，所有打印没有 新值（符合预期）；

/* 重写被观察者属性的 name 属性*/
-(void)setName:(NSString *)name{
    NSLog(@"setName:");
    [self willChangeValueForKey:@"name"];
    [self didChangeValueForKey:@"name"];
}

• 执行代码
  animal.name = @"peng";
• 运行结果

runtime[87775:4775968] setName:
runtime[87775:4775968] keyPath:name
 change:{
    kind = 1;
    new = "<null>";
    old = "<null>";
}

2.3 第3种情况（重写set、并赋值）

重写set方法，并对 成员变量_address 赋值，可以预期触发了KVO，监听到新值的value；

• 执行代码
  animal.address = @"shanghai";

• 运行结果

runtime[87775:4775968] keyPath:address
 change:{
    kind = 1;
    new = shanghai;
    old = "<null>";
}

2.4 第4种情况（通过KVC 赋值）

对监听的对象通过KVC 赋值可以直接触发KVO的监听，其实了解KVC 工作原理的知道，也是调用setAddress方法;

• 执行代码
  [animal setValue:@"KVCValue_shanghai" forKey:@"address"];

• 运行结果：

2020-03-25 18:47:28.557311+0800 runtime[87775:4775968] setAddress:
2020-03-25 18:47:28.558028+0800 runtime[87775:4775968] keyPath:address
 change:{
    kind = 1;
    new = "KVCValue_shanghai";
    old = shanghai;
}    

2.5 第5种情况（主动触发、不调set方法、不赋值）

• 添加代码

-(void)KVOtrigger{
    NSLog(@"KVOtrigger");
    [self willChangeValueForKey:@"name"];
    [self didChangeValueForKey:@"nama"];
}

• 执行代码
  [animal KVOtrigger];，然后 并没有触发到KVO；
• 运行结果

runtime[87775:4775968] KVOtrigger

如果有不清楚的地方，可以查看github源码 https://github.com/hunter858/runtime