iOS KVO底层实现原理

首先咱们来看下苹果的开发者文档。

NSKeyValueObserving

An informal protocol that objects adopt to be notified of changes to the specified properties of other objects.
大致翻译:一种非正式协议,通知其他对象的指定属性发生了改变。
可以理解为,用来监听某个对象的属性发生改变时,做出的一种通知机制。
那么问题来了,什么是非正式协议了,KVC也说是非正式协议,但还是不理解是什么意思。随机百度了下,非正式协议
非正式协议(informal protocol):所谓的非正式协就是类别,即凡是NSObject或子类的类别,都是非正式协议。
正式协议(protocal):指的是一个以@protocol方式命名的方法列表,与非正式协议不同的是,它要求显示的采用协议。你可以使用@required或者optional关键字指定方法是否必须实现。子类继承父类采用的协议。正式协议也可以遵守其他协议。

概览

KVO即NSKeyValueObserving也叫键值观察或键值监听,是苹果提供的一套事件监听机制。它其实就是非正式协议NSKeyValueObserving.h中定义的一种通知机制。
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。由于KVO的实现机制,所以对属性才会发生作用,一般继承自NSObject的对象都默认支持KVO。

KVONSNotificationCenter都是iOS中观察者模式的一种实现。区别在于,相对于被观察者和观察者之间的关系,KVO是一对一的,而不一对多的。KVO对被监听对象无侵入性,不需要修改其内部代码即可实现监听。
KVO可以监听单个属性的变化,也可以监听集合对象的变化。通过KVC的mutableArrayValueForKey:等方法获得代理对象,当代理对象的内部对象发生改变时,会回调KVO监听的方法。集合对象包含NSArray和NSSet。

简单使用

添加KVO观察和移除观察

- (void)addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context;
//移除某个对象的属性值,当对某个对象的属性有多个监听时,需要添加context,以区分具体移除某个上下文环境中的KVO。
- (void)removeObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath context:(nullable void *)context API_AVAILABLE(macos(10.7), ios(5.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
- (void)removeObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath;

注意KVO的添加和移除一定是成对出现,添加了没移除,或者移除了没添加过的监听都会crash。
苹果推荐的方式是init的时候addObserver,在dealloc的时候removeObserver,可以保证添加和移除是成对出现的。
同时了,添加了监听,一定要实现监听方法,不然也会crash。

/// KVO监听回调方法
/// @param keyPath 监听对象的属性
/// @param object 被监听的对象
/// @param change 所监听属性值的变化
/// @param context 对应监听对象的上下文环境,(某个对象的属性监听可以添加多次,如果想对某一次进行单独处理,则需要根据此字段来区分
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSString *,id> *)change context:(void *)context {
    NSLog(@"观察监听返回\n keyPath:%@ --- %@",keyPath, change);
}

简单代码演示:

    KVOObject *kvoObj = [[KVOObject alloc]init];
    kvoObj.name = @"intialName";  //NSKeyValueObservingOptionInitial
    /**
     typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, NSKeyValueObservingOptions) {
         NSKeyValueObservingOptionNew = 0x01,  添加监听后,赋值的最新值
         NSKeyValueObservingOptionOld = 0x02,   监听变化之前的值
         NSKeyValueObservingOptionInitial = 0x04  监听对象的初始值,一般是添加监听前的值
         NSKeyValueObservingOptionPrior  = 0x08 此类型有值改变时,会触发两次监听方法。
     };
     */
    [kvoObj addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:@"vc"];
    kvoObj.name = @"hello";

/// KVO监听回调方法
/// @param keyPath 监听对象的属性
/// @param object 被监听的对象
/// @param change 所监听属性值的变化
/// @param context 对应监听对象的上下文环境,(某个对象的属性监听可以添加多次,如果想对某一次进行单独处理,则需要根据此字段来区分
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSString *,id> *)change context:(void *)context {
    NSLog(@"观察监听返回\n keyPath:%@ \n change: %@",keyPath, change);
    if ([object isKindOfClass:[KVOObject class]] && [keyPath isEqualToString:@"name"]) {
        //此处进行逻辑处理
        return;
    }
    
}

其打印结果:

2020-11-13 14:41:53.091733+0800 KVO原理剖析[13183:169798] 观察监听返回
 keyPath:name 
 change: {
    kind = 1;
    new = hello;
    old = intialName;
}
2020-11-13 14:49:41.791428+0800 KVO原理剖析[13345:173436] 监听前: KVOObject
2020-11-13 14:49:41.791812+0800 KVO原理剖析[13345:173436] 监听后: NSKVONotifying_KVOObject

2020-11-13 15:37:53.522677+0800 KVO原理剖析[14775:200295] setName:
2020-11-13 15:37:53.522908+0800 KVO原理剖析[14775:200295] class
2020-11-13 15:37:53.523024+0800 KVO原理剖析[14775:200295] dealloc
2020-11-13 15:37:53.523160+0800 KVO原理剖析[14775:200295] _isKVOA
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