iOS KVO实现原理和FBKVOController的使用

我们通常需要监听一个对象的某个属性值的变化，来动态的修改UI或者展示；

这时候KVO就排上了用场，KVO是苹果专门提供的用于监听某个对象的属性变化的方法；

例如：
要监听一个person对象的属性age值的变化，实现步骤如下；

1.系统KVO的使用

1、给对象添加一个observer：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.person1 = [[YYPerson alloc]init];
    [self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
}

2、实现observer回调方法：

-(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
    if ([keyPath isEqualToString:@"age"]) {
        NSLog(@"age = %d",[[change objectForKey:@"new"] intValue]);
    }
}

3、在dealloc方法中移除观察者：

- (void)dealloc{
    [self.person1 removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}

2.KVO实现原理

要弄清楚KVO的实现原理，我们就得知道，在添加观察者和没添加观察者之间有什么区别呢？

如下图，一个添加了observer的person1和没有添加observer的person2，打印其isa指针，区别如下：

添加监听后isa指针变化

person1和person2的区别：

person1的 isa指针 指向： NSKVONotifying_YYPerson
person2的 isa指针 指向： YYPerson

2.1 未使用KVO监听的对象：

直接调用父类的setAge方法，改变成员变量_age的值；

未添加KVO对象

2.2 添加了KVO监听的对像：

会通过runtime动态的生成一个 NSKVONotifying_YYPerson 的中间类；

然后实例对象person1的 isa指针 指向这个新生成的类；
NSKVONotifying_YYPerson 是YYPerson的子类，所以它的superclass指针指向YYPerson；

添加KVO对象

伪代码 模拟 NSKVONotifying_YYPerson 内部实现：

// .h

#import "YYPerson.h"

@interface NSKVONotifying_YYPerson : YYPerson

@end

//.m

@implementation NSKVONotifying_YYPerson

- (void)setAge:(int)age{
    _NSSetIntValueAndNotify();
}

//_NSSetIntValueAndNotify() 方法为Foundation框架中的方法，此处为伪代码，模拟实现
void _NSSetIntValueAndNotify(){

    [self willChangeValueForKey:@"age"];
    
    //真正的去改变父类中的age值
    [super setAge:age];
    
    [self didChangeValueForKey:@"age"];
}

- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key{
    //通知监听器， XXX属性值改变
    [observer observeValueForKeyPath:@"age" ofObject:self change:value context:nil];
}

@end

person1.age调用流程：
- 通过person1的 isa指针 找到 NSKVONotifying_YYPerson中的setAge方法并调用
- NSKVONotifying_YYPerson 中的setAge方法，会去调用Foundation框架中的方法_NSSetIntValueAndNotify()；
- _NSSetIntValueAndNotify()方法会依次调用如下方法：
  - 调用willChangeValueForKey()；
  - [super setAge:age]; 调用YYPerson中的setAge方法，真正改变age属性的值；
  - didChangeValueForKey() 通知监听器，age的值变化了，回调观察者中实现的回调方法；

重写YYPerson中的方法willChangeValueForKey和didChangeValueForKey验证调用流程：

重写YYPerson中的方法

2.3 NSKVONotifying_YYPerson中其它被重写的方法

1、通过[self.person1 class]和runtime获取类方法object__getClass(self.person1)对比，可以发现中间类NSKVONotifying_YYPerson 重写了class方法，因为苹果不希望开发者知道这个类的存在，所以重写这个方法

打印class

在中间类中，NSKVONotifying_YYPerson还重写了其他哪些方法，可以使用以下打印method列表方法打印一下：

- (void)printMethodList:(Class )cls{
    
    unsigned int count;
    //获得类的方法数组
    Method *methodList =  class_copyMethodList(cls, &count);
    
    //遍历所有的方法
    NSMutableString *methodString = [NSMutableString string];
    for (int i = 0; i < count; i ++) {
        Method method = methodList[i];
        NSString *mstring = NSStringFromSelector(method_getName(method));
        //拼接方法名
        [methodString appendString:mstring];
        [methodString appendString:@","];
    }
    free(methodList); //methodList是通过C语言copy得到的对象，需要释放
    NSLog(@"方法列表：%@",methodString);
}

分别传入person1和person2的类对象，打印结果：

打印方法列表

这3个方法简单实现如下，其中class方法直接返回的是[YYPerson class]，这样可以不让外界知道这个类的存在：

- (Class)class{
    return [YYPerson class];
}

- (void)dealloc{
    //在移除观察者的时候做收尾工作
}

- (BOOL)isKVOA{
    return YES; //是不是KVO
}

2.4 验证

2、验证 NSKVONotifying_YYPerson 的存在

验证中间类的存在

3、验证 NSKVONotifying_YYPerson 中的setAge调用了Foundation中的_NSSetIntValueAndNotify()方法

_NSSetIntValueAndNotify()方法

4、 _NSSetIntValueAndNotify()方法和属性的类型是int，double，char是对应的：

image.png

如何手动触发KVO：

调用 willChangeValueForKey方法和didChangeValueForKey方法：

- (void)test{
    [self.person willChangeValueForKey:@"age"];
    [self.person didChangeValueForKey:@"age"];
}

按道理讲直接调用didChangeValueForKey就会触发监听的回调，但是didChangeValueForKey方法内部会做判断，是否调用过willChangeValueForKey，所以只调用didChange方法是不管用的，必须同时调用两个方法

3.FBKVOController 的使用

1、实例化一个controller对象，并添加监听：

    //初始化后有一个是否强引用观察者参数retainObserved：NO可以避免循环引用问题
    self.fbVC = [[FBKVOController alloc]initWithObserver:self retainObserved:NO];

    [self.fbVC observe:self.person1 keyPath:@"age" options:NSKeyValueObservingOptionNew block:^(id  _Nullable observer, id  _Nonnull object, NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> * _Nonnull change) {
        NSLog(@"age = %d",[[change objectForKey:@"new"] intValue]);
    }];

2、取消监听 (可以不取消)

注意： FBKVOController的一个特点就是：不移除observer，不会崩溃 所以这一步可以省略

- (void)dealloc{
    [sekf.fbVC unobserve:self.person1];
    //[self.fbVC unobserveAll];�  //或者可以取消全部的监听
    NSLog(@"%s",__func__);
}

3.1 系统KVO和FBKVOController优缺点

1.系统KVO的问题

当观察者被销毁之前，需要手动移除观察者，否则会出现程序异常(向已经销毁的对象发送消息)；
可能会对同一个被监听的属性多次添加监听，这样我们会接收到多次监听的回调结果；
当观察者对多个对象的不同属性进行监听，处理监听结果时，需要在监听回调的方法中，作出大量的判断；
当对同一个被监听的属性进行两次removeObserver时，会导致程序crash。这种情况通常出现在父类中有一个KVO，在父类的dealloc中remove一次，而在子类中再次remove。

2、FBKVOController的优点

可以同时对一个对象的多个属性进行监听，写法简洁；
通知不会向已释放的观察者发送消息；
增加了block和自定义操作对NSKeyValueObserving回调的处理支持；
不需要在dealloc 方法中手动移除观察者，而且移除观察者不会抛出异常，当FBKVOController对象被释放时，观察者被隐式移除；

例如：如下面代码，添加一个监听属性的方法有单独的block实现，不需要和系统的KVO那样在同一个方法里面去判断，解耦，看起来也简洁

    [self.fbVC observe:self.person1 keyPath:@"age" options:NSKeyValueObservingOptionNew block:^(id  _Nullable observer, id  _Nonnull object, NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> * _Nonnull change) {
        NSLog(@"age = %d",[[change objectForKey:@"new"] intValue]);
    }];
    
    [self.fbVC observe:self.person2 keyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew block:^(id  _Nullable observer, id  _Nonnull object, NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> * _Nonnull change) {
        NSLog(@"age = %@",[[change objectForKey:@"new"] intValue]);
    }];

关于FBKVOController实现原理，可参考文章链接