小码哥底层原理笔记：KVO的本质
使用KVO主要是监听属性的变化。简单的KVO如下：
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, assign) int age;
@end
@implementation Person
@end
#import "Person.h"
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, strong) Person *person1;
@property (nonatomic, strong) Person *person2;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.person1 = [[Person alloc] init];
self.person1.age = 1;
self.person2 = [[Person alloc] init];
self.person2.age = 2;
// Do any additional setup after loading the view.
//给Person对象添加KVO监听
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:@"123"];
}
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
self.person1.age = 20;
self.person2.age = 20;
}
//当监听对象的属性值发生改变时，就会调用
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
NSLog(@"监听到%@的%@属性值改变了 - %@ - %@", object, keyPath, change,context);
}
- (void)dealloc{
[self.person1 removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}
@end
打印：
监听到<Person: 0x2816ecc80>的age属性值改变了 - {
kind = 1;
new = 20;
old = 11;
} - 123
KVO的本质
当我们给person1增加KVO后修改age的值会调用observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context方法。我们知道复制操作就是调用了set方法，我们可以重写Person类的set方法
- (void)setAge:(int)age{
_age = age;
}
发现person1和person2都调用了这个setAge方法，说明person1对象肯定还执行了其他方法触发了observeValueForKeyPath方法。
我们知道setAge方法是放在Person类对象里面的，而instance对象的isa指针指向的就是Person类对象，我们分别打印看一下person1和person2的isa的值：
NSLog(@"类对象 - %@ %@", object_getClass(self.person1), object_getClass(self.person2));//相当于打印实例对象的isa
打印：
类对象 - NSKVONotifying_Person class Person class
我们发现person1被KVO后其isa指针指向了NSKVONotifying_Person类对象。这个类对象是OC Runtime运行时定义的一个新类，这个新类是Person的子类，其superClass指向Person类对象。
NSKVONotifying_Person类的结构
当我们对一个对象进行KVO后，系统会生成一个新类NSKVONotifying_XXX，并且改变该对象的isa指针指向这个新类的类对象
NSKVONotifying_Person的结构
我们可以打印一下这个新生成的类有哪些方法？
- (void)printMethodNamesOfClass:(Class)class{
unsigned int count;
//获取方法数组
Method *methodList = class_copyMethodList(class, &count);
NSMutableString *methodNames = [NSMutableString string];
//遍历所有方法
for (int i = 0; i < count; i ++) {
//获得方法
Method method= methodList[i];
//获得方法名
NSString *methodName = NSStringFromSelector(method_getName(method));
//拼接方法名
[methodNames appendString:methodName];
[methodNames appendString:@"，"];
}
//释放
free(methodList);
//打印方法名
NSLog(@"%@ %@", class, methodNames);
}
//分别打印类里面的方法
[self printMethodNamesOfClass:object_getClass(self.person1)];//NSKVONotifying_Person setAge:，class，dealloc，_isKVOA，
[self printMethodNamesOfClass:object_getClass(self.person2)];//Person setAge:，age，
我们发现这个新生成的类重写了setAge，class，dealloc方法，新增了一个_isKVOA方法。我们大概猜测一下这几个方法的实现：
我们首先看下重写的setAdge方法：
[self.person1 setAge:21];//添加KVO后这个方法实现是(IMP) $1 = 0x00000001ab742aa0 (Foundation`_NSSetIntValueAndNotify)
[self.person2 setAge:22];//没有添加KVO这个方法的实现就是Person(XMGTestProject`-[Person setAge:] at Person.m:13)
我们打印出上面两个调用的setAge方法发现添加KVO后调用setAge方法实际上是调用了Foundation的_NSSetIntValueAndNotify方法实现，而没有添加KVO的对象则调用Person类里面的方法。所以我们大概知道NSKVONotifying_Person类里面的setAge方法为
#import "NSKVONotifying_Person.h"
@implementation NSKVONotifying_Person
- (void)setAge:(int)age{
_NSSetIntValueAndNotify();
}
@end
当我们调用setAge方法时，添加KVO后对象会通过isa指针找到NSKVONotifying_Person类方法里面的setAge方法。
_NSSetIntValueAndNotify这是一个随数据类型改变的一个函数，当age是double类型时，方法就变成了_NSSetDoubleValueAndNotify。
_NSSetIntValueAndNotify内部实现大概为
//伪代码
void _NSSetIntValueAndNotify(){//_NSSet**ValueAndNotify(){},不同数据类型不一样
[self willChangeValueForKey:@"age"];
[super setAge:age];
[self didChangeValueForKey:@"age"];
}
NSKVONotifying_Person类重写class方法是为了隐藏NSKVONotifying_Person，不让外界知道，对此我们可以打印一下看看
NSLog(@"类对象 - %@ %@", [self.person1 class], [self.person2 class]);// Person Person
发现被KVO的对象self.person1打印出来还是Person，但是实际上已经变成NSKVONotifying_Person类了，我们可以通过runtime的object_getClass方法试下
NSLog(@"类对象 - %@ %@", object_getClass(self.person1), object_getClass(self.person2));//NSKVONotifying_Person Person
发现被KVO的对象self.person1打印出来是NSKVONotifying_Person，没有被KVO的还是Person。
而重写dealloc方法是为了释放一些对象。
至此，我们知道NSKVONotifying_Person大概就是长这样
#import "NSKVONotifying_Person.h"
@implementation NSKVONotifying_Person
- (void)setAge:(int)age{
_NSSetIntValueAndNotify();
}
//伪代码
void _NSSetIntValueAndNotify(){//_NSSet**ValueAndNotify(){},不同数据类型不一样
[self willChangeValueForKey:@"age"];
[super setAge:age];
[self didChangeValueForKey:@"age"];
}
- (Class)class{
// 得到类对象，在找到类对象父类
return class_getSuperclass(object_getClass(self));
}
- (void)dealloc{
}
- (BOOL)_isKVO{
return YES;
}
@end
最后我们来验证一下什么时候会调用这个方法
//当监听对象的属性值发生改变时，就会调用
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
NSLog(@"监听到%@的%@属性值改变了 - %@ - %@", object, keyPath, change,context);
}
我们知道KVO实际上就是重写了setAge方法，然后赋值的时候调用setter方法，从而触发上面这个回调的。现在我们大概知道了NSKVONotifying_Person类中的setter方法是
/伪代码
void _NSSetIntValueAndNotify(){//_NSSet**ValueAndNotify(){},不同数据类型不一样
[self willChangeValueForKey:@"age"];
[super setAge:age];
[self didChangeValueForKey:@"age"];
}
那么就有可能是以上三行代码中的一行会触发这个回调。
我们在Person类中重写willChangeValueForKey和didChangeValueForKey方法
#import "Person.h"
@implementation Person
- (void)setAge:(int)age{
_age = age;
}
- (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key{
NSLog(@"willChangeValueForKey -begin");
[super willChangeValueForKey:key];
NSLog(@"willChangeValueForKey -end");
}
- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key{
NSLog(@"didChangeValueForKey -begin");
[super didChangeValueForKey:key];
NSLog(@"didChangeValueForKey -end");
}
@end
打印如下：
2020-05-07 10:26:43.179228+0800 XMGTestProject[84279:5634192] willChangeValueForKey -begin
2020-05-07 10:26:43.179477+0800 XMGTestProject[84279:5634192] willChangeValueForKey -end
2020-05-07 10:26:43.179625+0800 XMGTestProject[84279:5634192] didChangeValueForKey -begin
2020-05-07 10:26:43.179987+0800 XMGTestProject[84279:5634192] 监听到<Person: 0x2826d0a30>的age属性值改变了 - {
kind = 1;
new = 21;
old = 1;
} - 123
2020-05-07 10:26:43.180179+0800 XMGTestProject[84279:5634192] didChangeValueForKey -end
很显然我们可以看到这个回调是在调用didChangeValueForKey方法时触发的。
总结：并不是所有属性都能使用KVO，有setter方法才能使用KVO，KVO就是重写setter方法
面试题
1、iOS用什么方式实现对一个对象的KVO？（KVO的本质是什么？）
答：利用RuntimAPI动态生成一个子类，并且让instance对象的isa指针指向这个全新的子类。
当修改instance对象的属性时，会调用Foundation的_NSSetXXXValueAndNotify函数，这个函数实现是：
willChangeValueForKey
父类原来的setter
didChangeValueForKey
内部会触发监听器（Observe）的监听方法observeValueForKeyPath: ofObject: change: context:
2、如何手动触发KVO？
答：我们一般是调用set方法赋值，从而自动触发KVO。
手动调用其实是调用willChangeValueForKey和didChangeValueForKey方法
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
// [self.person1 setAge:21];
// [self.person2 setAge:22];
//手动调用KVO
[self.person1 willChangeValueForKey:@"age"];
[self.person1 didChangeValueForKey:@"age"];
}
我们把set方法注释调换成手动调用模式，发现也能触发KVO收到回调。willChangeValueForKey和didChangeValueForKey必须同时调用，缺一不可。
3、直接修改成员变量是否会触发KVO？
答：不会，因为没有调用setter方法。因为KVO的本质是重写set方法，然后在set方法里依次调用willChangeValueForKey，原来的set方法，didChangeValueForKey，didChangeValueForKey内部会调用observer的observeValueForKeyPath: ofObject: change: context:方法
