KVC & KVO

​ 前言：KVC和KVO在项目开发中很常用，所以还是有必要深入了解一下。本文先介绍了KVC的定义和常见的API及使用方法，并介绍了setValue: forKey和valueForKey的底层调用顺序。然后介绍了KVO常见的用法和注意事项；最后说明了一些面试官喜欢面试的KVC和KVO的细节点。

一、KVC-键值编码：

1、KVC定义：

​ KVC，Key-Value Coding，键值编码，开发者可以通过key直接访问对象的属性，或者给对象的属性赋值，是iOS中的黑魔法之一。

2、常见的API：
- (void)setValue:(id)value forKey:(NSString *)key; //根据属性名赋值
- (void)setValue:(id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath; //根据路径赋值
- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key; //赋值找不到属性
- (id)valueForKey:(NSString *)key; //根据属性名取值
- (id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath; //根据路径取值
- (id)valueForUndefinedKey:(NSString *)key; //取值找不到属性

代码如下：先创建一个Person类和Dog类，

@class Dog;
@interface Person : NSObject
{
    @public
    int _age;
}
@property(nonatomic, assign) int age;
@property(nonatomic, copy) NSString *name;
@property(nonatomic, strong) Dog *dog;
@end

@interface Dog : NSObject
@property(nonatomic, copy) NSString *name;
@end

运行代码：

#import "ViewController.h"
#import "Person.h"

@interface ViewController ()
@property(nonatomic, strong) Person *person;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.person = [Person new];
    self.person.dog = [Dog new];
    
    // 如果key不存在，则抛出NSUnknownKeyException异常，可以重写UndefinedKey的两个方法
    [self.person setValue:@"18" forKey:@"age"];
    [self.person setValue:@"旺财" forKeyPath:@"dog.name"];
    
    int age = [[self.person valueForKey:@"age"] intValue];
    NSString *dogName = [self.person valueForKeyPath:@"dog.name"];
    
    NSLog(@"age = %d, %d", self.person.age, age);
    NSLog(@"dogName = %@, %@", self.person.dog.name, dogName);
}

@end

打印结果：

age = 18, 18
dogName = 旺财, 旺财
3、setValue: forKey和valueForKey的底层调用顺序：

1）setValue: forKey调用顺序：

先调用setter方法，如果没找到方法，查看accessInstanceVariablesDirectly的返回值，如果是YES，就查找成员变量_key _isKey key isKey 并赋值，如果返回值是NO，直接抛出异常，流程图如下：

setValue: forKey调用顺序

ps：accessInstanceVariablesDirectly方法的默认返回值是YES。

2）valueForKey调用顺序：

先调用getter等方法，如果没找到方法，查看accessInstanceVariablesDirectly的返回值，如果是YES，就查找成员变量_key _isKey key isKey 并取值，如果返回值是NO，直接抛出异常，流程图如下：

valueForKey调用顺序

二、KVO-键值监听：

1、KVO定义：

​ KVO，Key-Value Observing，键值监听，也叫键值观察，KVO是基于KVC实现的。它是一种观察者模式的衍生，其基本思想是，对目标对象的某个属性添加观察，当该属性发生变化时，通过触发观察者实现的KVO接口方法，来通知观察者。观察者模式较完美将目标对象与观察者对象解耦。

​ 简单来说，KVO可以通过监听key，来获取value的变化，用来在对象之间监听状态的变化。

2、常见的API：
/**
 添加观察者

 @param observer 观察者，一般是self
 @param keyPath 属性或者属性路径
 @param options 可选择新值和旧值等，可多选
 @param context 上下文，用来区分消息，可以为nil
 */
- (void)addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context;

/**
 移除观察者

 @param observer 观察者，一般是self
 @param keyPath 属性或者属性路径
 */
- (void)removeObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath;

如上，先创建一个Person类和Dog类，运行代码：

#import "ViewController.h"
#import "Person.h"

@interface ViewController ()
@property(nonatomic, strong) Person *person;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.person = [Person new];
    self.person.dog = [Dog new];
    
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"age" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"dog.name" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];
    
    self.person.age = 18;
    self.person.dog.name = @"旺财";
}

- (void)dealloc {
        // 注意移除KVO，否则会造成内存泄漏
    [self.person removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
    [self.person removeObserver:self forKeyPath:@"dog.name"];
}

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    if (object == self.person) {
        if ([keyPath isEqualToString:@"age"]) {
            NSLog(@"--------KVO-Age------------");
            NSNumber *newAge = change[NSKeyValueChangeNewKey];
            NSNumber *oldAge = change[NSKeyValueChangeOldKey];
            NSLog(@"newAge = %@", newAge);
            NSLog(@"oldAge = %@", oldAge);
        } else if ([keyPath isEqualToString:@"dog.name"]) {
            NSLog(@"--------KVO-DogName--------");
            NSString *newDogName = change[NSKeyValueChangeNewKey];
            NSString *oldDogName = change[NSKeyValueChangeOldKey];
            NSLog(@"newDogName = %@", newDogName);
            NSLog(@"oldDogName = %@", oldDogName);
        }
    }
}

@end

打印结果：

--------KVO-Age------------
newAge = 18
oldAge = 0
--------KVO-DogName--------
newDogName = 旺财
oldDogName = <null>
3、KVO底层实现：

​ 先说结论：使用了KVO，系统通过runtime动态创建一个NSKVONotifying_Person派生类对象，并将person对象的isa指针指向该类，该类是Person的子类，该类重写了setter方法，在setter方法里调用了willChangeValueForKey和didChangeValueForKey，而didChangeValueForKey:内部会调用observer的observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法。

注意：派生类只重写注册了观察者的属性方法。

代码和断点如下：

断点位置

在打印区调试结果：

// 第一个断点，还没添加KVO，isa指针和class方法均返回Person类对象
(lldb) p object_getClassName(self.person)
(const char * _Nonnull) $0 = 0x000000010b7ac3a3 "Person"
(lldb) p [self.person class]
(Class) $0 = Person

// 第二个断点，添加KVO之后，isa指针指向NSKVONotifying_Person对象，class还是返回Person对象
(lldb) p object_getClassName(self.person)
(const char * _Nonnull) $1 = 0x0000600000fecac0 "NSKVONotifying_Person"
(lldb) p [NSClassFromString(@"NSKVONotifying_Person") isSubclassOfClass:[Person class]]
(BOOL) $2 = YES
(lldb) p [self.person class]
(Class) $3 = Person

注意：由于派生类是重写了setter方法，所以直接修改成员变量的值不会触发KVO。

​ KVC会调用setter方法，所以KVC会自动触发KVO。

self.person->_age = 18; //不会触发KVO
self.person.dog.name = @"旺财"; //点调用，即调用setter方法，会触发KVO
[self.person setValue:@"饼哥IT" forKey:@"name"]; //KVC会触发KVO

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