OC底层原理探索文档汇总

主要内容：
KVO的使用
KVO的底层实现

查阅KVO官方文档

key-value-observing（键值观察）
简单来说就是通过一个key来找到某个属性并监听其值的改变，KVC是实现KVO的基础，因为需要键值监听，KVO只能实现属性的监听，也就是有setter方法的监听，其他的比如成员变量是不行的。

KVO的简单使用

普通的属性设置

1. 添加观察者

[self.person addObserver:self forKeyPath:@"nick" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:NULL];

参数：

• observer：观察者，通常是自己，也可以是任何人
• keyPath：观察的内容,也就是属性名，这里写成字符串的形式（由此也可以知道KVO是基于KVC的）
• option：
  • 响应类型，也就是在何种情况下会进行响应，决定了通知中的内容和发送时间。
  • 常用的就是NSKeyValueObservingOptionNew，也就是更新属性值
• context:
  • 表示上下文环境，在观察响应时传递一些额外的信息
  • 一般可以用它来判断观察的属性是哪个
  • context不能用nil填充，因为是viod *，所以需要用null
  • context为了区分每一次观察的细节，不直接通过对象和keyPath来判断，这样比较麻烦，因为还需要进行大量对象的判断，这样写起来复杂又麻烦，用context可以性能好，而且可读性好

说明：

• 把person的nick属性添加观察者，观察者就是当前对象
• context用来传递额外信息

option：

NSKeyValueObservingOptionNew：change字典包括改变后的值
NSKeyValueObservingOptionOld:change字典包括改变前的值
NSKeyValueObservingOptionInitial:注册后立刻触发KVO通知
NSKeyValueObservingOptionPrior:值改变前是否也要通知（这个key决定了是否在改变前改变后通知两次）

2. 在观察者中实现监听方法

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSString *,id>*)change context:(void *)context{

参数：
keyPath:监听的属性
object:被监听者
change:表示数据修改的方式：
context:添加监听时的上下文参数

说明：

• 这个方法是一个是系统会调用的，当观察到属性发生变化时就自动调用
• 它是针对属性的监听后进行的响应
• NSKeyValueChangeKey用来设置观察到属性改变的方式，比如给数组插入数据，比如给一个属性更新一个数据

NSKeyValueChangeKey类型

typedef NS_ENUM(NSUInteger, NSKeyValueChange) {
    NSKeyValueChangeSetting = 1,//设值
    NSKeyValueChangeInsertion = 2,//集合插入值
    NSKeyValueChangeRemoval = 3,//集合移除值
    NSKeyValueChangeReplacement = 4,//集合替换值
};

3. 移除观察者

[a removeObserver:b forKeyPath:];

说明：

• 一般都在dealloc，也就是销毁该对象的时候
• 一定要移除的，不移除就会崩溃

为什么不移除观察者会崩溃：

• 如果没有移除，当被观察者的属性发生改变时，会通知查找观察者，而如果观察者已经被注销掉了，就无法通知到位，野指针异常了

属性依赖

如果我们想要监听一个属性，但是这个属性的变化不是直接修改的，而是通过其他几个属性的修改来影响的，这就是属性依赖。
也就是说我们通过监听其他值，响应目标值。两个值的观察变成一个值的观察，观察到两个值中只要有一个进行变化，即进行结果返回。

其他的都和普通的实现一样，重点在于keyPathsForValuesAffectingValueForKeyAPI的使用

+ (NSSet<NSString *> *)keyPathsForValuesAffectingValueForKey:(NSString *)key{
    
    NSSet *keyPaths = [super keyPathsForValuesAffectingValueForKey:key];
    //判断是真正要监听的那个属性
    if ([key isEqualToString:@"downloadProgress"]) {
        //添加keyPaths，这个数组里的每个属性发生变化都会响应观察
        NSArray *affectingKeys = @[@"totalData", @"writtenData"];
        keyPaths = [keyPaths setByAddingObjectsFromArray:affectingKeys];
    }
    return keyPaths;
}

• 通过方法系统提供的类方法keyPathsForValuesAffectingValueForKey来实现的，最终返回keyPaths，而这个keyPaths里放的就是需要监听的那几个属性
• 当这个属性添加观察后，KVO会自动检测Set中的所有keyPaths

数组的设置

重点需要注意数组元素改变和数组本身的改变是不一样的，对于集合类型的操作一定要注意我们操作的方式，这里需要用到KVC来观察数组属性的改变。

代码：

// 5: 数组观察
    self.person.dateArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:1];
    //观察者数组的KVO，必须利用KVC的原理机制才可以观察到
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"dateArray" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];

说明：

• 对于数组的观察，需要使用KVC来进行设置才可以监听到

手动和自动设置开关

系统默认支持KVO的通知发送，同时系统也提供了一个入口，让我们可以手动去设置是否需要支持发送，如果对这个类关闭了自动开关后，还可以针对其中的某个属性进行手动开启。
手动设置开关可以让我们灵活的加上自己想要的判断条件

代码：

// 自动开关
+ (BOOL) automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key{
//    return YES;//自动
    return NO;//手动，自己写setter
}
//这两个方法都是系统自动监听时要使用的方法，如果不自动监听，就需要我们自己加了。
- (void)setNick:(NSString *)nick{
    [self willChangeValueForKey:@"nick"];
    _nick = nick;
    [self didChangeValueForKey:@"nick"];
}

说明：

• 重写这个方法，如果返回YES，就说明是自动的，如果返回NO，是手动的
• 如果需要对某个属性进行观察，可以在其setter方法中添加willChangeValueForKey和didChangeValueForKey方法

小结：

1. KVO的使用都是三步曲，添加观察者，观察响应，移除观察者
2. 我们可以自己控制是否需要进行观察
3. 对于数组的观察需要使用KVC进行设值
4. 通过属性依赖，可以对有依赖性质的属性进行观察

KVO的底层实现

核心就是新建了一个中间类，是当前类的子类，在setter方法中增加了两个方法，这样就可以进行观察了。

底层的实现过程

底层实现图.png

• 在添加观察后，系统会动态的生成一个新的中间类
• 中间类中有被观察的属性的setter方法
• setter方法包含三条件语句
  • 1、通知观察者值即将改变[self willChangeValueForKey:@""];
  • 2、修改值[super setValue: forKey:];
  • 3、通知观察者值已经改变[self didChangeValueForKey@""];

注意：

• 观察的只是属性，不能观察成员变量，因为观察属性其实也观察的是setter方法
• 重新创建一个当前类的子类，这个子类的命名是这样的：NSKVONotifying_LGPerson
• 移除观察后，不会删除这个中间类，只要注册到内存中，就会一直存在
• 创建了中间类后，对象的isa会变成中间类，也就是我们观察的对象会指向中间类
  • 这里值得注意的是此时这个对象通过class返回的仍然是原来的类
  • 移除观察后还会指回之前的类