iOS-KVO原理

1、KVO的基本使用

定义:KVO的全称是Key-Value-Observing,俗称“键值监听”,可以用于监听某个对象属性值的改变。

KVO的使用很简单,其实就是给某个属性添加一个监听者,然后这个属性的值改变后,触发回调方法。

例如给JKPerson类添加一个age属性,然后通过KVO的方式监听age值的改变。

  • 添加观察者
self.person = [[JKPerson alloc] init];
self.person.age = 10;

// 给JKPerson类的age属性添加监听者
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[self.person addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil];
  • 改变age属性值

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
        self.person.age = 20;
}
  • 回调
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    NSLog(@"keyPath==%@, object==%@, change==%@, context==%@", keyPath, object, change, context);
}
  • age属性值改变后,回调的打印结果
keyPath==age, object==<JKPerson: 0x6000000085c0>, change=={
    kind = 1;
    new = 20;
    old = 10;
}, context==(null)
  • 注意:别忘记不用的时候移除监听,否则会造成APPcrash
- (void)dealloc {
    [self.person removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}

2、发现问题

我们来看下面这一段代码

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    self.person1 = [[JKPerson alloc] init];
    self.person1.age = 11;
    
    self.person2 = [[JKPerson alloc] init];
    self.person2.age = 22;
    
   // 给person1对象添加KVO监听
    NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
    [self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil];
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    self.person1.age = 33;
    self.person2.age = 44;
}

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    NSLog(@"keyPath==%@, object==%@, change==%@", keyPath, object, change);
}

上面的代码创建两个person实例person1person2,然后给person1添加KVO监听,同时修改两个实例的age属性值打印结果如下

keyPath==age, object==<JKPerson: 0x604000011740>, change=={
    kind = 1;
    new = 33;
    old = 11;
}

根据old=11new=33可以看出只监听到person1的值改变
但是在touchesBegan:方法里改变属性的值实际上可以这样写

[self.person1 setAge:33];
[self.person2 setAge:44];

JKPerson类的实现中,实际上他们调用的是同一个setAge:方法,那为什么person1就能通知监听者去改变值,而person2不能呢?让我们不禁想到到底iOS内部是怎么实现的,KVO的本质是什么?带着这个问题让我们来一探究竟。

3、KVO的本质

在上述代码中,只给person1添加KVO,在给person1添加完后,设置个断点,然后再控制台查看输出

图1

从上图中我们可以看到:

  • person1isa指向NSKVONotifying_JKPerson
  • person2isa指向JKPerson

从上面两点可以看出person1、person2isa指向不同的类,我们都知道isa作用,实例对象isa指向类对象类对象isa指向元类对象,而person1、person2都为实例对象,那么他们的isa指向的分别为类对象NSKVONotifying_JKPerson、JKPerson
分析到这里,可以很明显看出来,如果添加KVO监听的话,那么对象的isa会指向另外一个类对象
用图形界面分析一下

未使用KVO监听的对象

上图是未使用KVO监听的对象,JKPerson的实例对象的isa直接指向JKPerson类对象的,类对象中包含了实例对象的set、get方法,所以未使用KVO监听的setAge方法直接在JKPerson类对象中调用。

再看下面这张使用KVO监听的person对象的图


使用KVO监听的对象

使用KVO监听的person对象的isa指向了NSKVONotifying_JKPerson类对象,那么他的set方法就在此类对象中,而且NSKVONotifying_JKPerson类是JKPerson的子类,当调用NSKVONotifying_JKPersonsetAge方法时,就会调用Foundation框架中的_NSSetIntValueAndNotify方法。
_NSSetIntValueAndNotify方法内部实现是:

  • 首先调用willChangeValueForKey:
  • 调用父类的setAge:方法
  • 调用didChangeValueForKey:当调用这个方法时内部就会触发监听器Oberser的监听方法observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:这时候就能知道监听对象的属性值的改变了。

我们怎么知道使用KVO监听后,setAge方法实际上会调用Foundation框架中的_NSSetIntValueAndNotify方法呢,我们来验证一下

验证_NSSetIntValueAndNotify方法

在控制台输出中,可以看到person1setAge:方法实现是Foundation_NSSetIntValueAndNotify,而person2的方法实现还是JKPerson类的setAge:方法。

这里还有个问题:我们如何手动触发KVO呢?
解决方案:手动调用willChangeValueForKey:didChangeValueForKey:方法

补充

前面我们说的是如果给person对象添加KVO监听,修改属性值,会触发KVO,那么如果直接修改成员变量会不会触发KVO呢?

根据上面KVO本质的分析,我们答案应该是否定的。
我们知道其实KVO的本质就是在调用属性的set方法时,才触发了KVO,如果直接修改成员变量的值,就不会触发set方法,所以也不会触发KVO。

我们来验证一下,此时我们默认已经给person添加了KVO监听

// 给person添加一个_age成员变量并且使外面能够访问到该成员变量
@interface JKPerson : NSObject {
@public
    int _age;
}
@end
// 点击屏幕修改成员变量的值
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    self.person->_age = 44;
}
// KVO监听方法
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    NSLog(@"keyPath==%@, object==%@, change==%@", keyPath, object, change);
}

这时候点击屏幕成员变量的值已经发生改变,但是没有控制台什么都没有打印出来,因此,直接修改成员变量的值,不会触发KVO

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