KVO概念

KVO ->Key-Value observing，键值观察，当被观察对象中指定属性发现变化时，观察者就可以得到通知，进而进行后续操作。

KVO使用

根据KVO官方文档得知，正常使用大体分为以下流程：

注册观察者

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

KVO回调

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
    if ([keyPath isEqualToString:@"name"]) {
        NSLog(@"%@",change[NSKeyValueChangeNewKey]);
    }
}

移除观察者

[self.person removeObserver:self forKeyPath:@"nick" context:NULL];

context 用法及意义

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根据官方文档解读可以得知：
context即上下文主要作用就是防止根据keypath查询通知来源时，因父类、子类观察到相同路径而出现的问题，不同的keypath创建不同的context，这样就可以不用通过字符串比较的方式去确定keypath，从而提高性能以及代码可读性。

//定义context
static void *PersonNickContext = &PersonNickContext;
static void *PersonNameContext = &PersonNameContext;

//注册观察者
[self.person addObserver:self forKeyPath:@"nick" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:PersonNickContext];
[self.person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:PersonNameContext];
    
    
//KVO回调
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
    if (context == PersonNickContext) {
        NSLog(@"%@",change);
    }else if (context == PersonNameContext){
        NSLog(@"%@",change);
    }
}

观察者移除

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根据官方文档可以得知：

如果没有注册而移除了观察者，时就会出现NSRangeException，如果进行了一次addObserver，则对应的也需要removeObserver
释放后，观察者不会自动将其自身移除。被观察对象继续发送通知，而忽略了观察者的状态。但是，与发送到已释放对象的任何其他消息一样，更改通知会触发内存访问异常。因此，您可以确保观察者在从内存中消失之前将自己删除。
该协议无法询问对象是观察者还是被观察者。构造代码以避免发布相关的错误。一种典型的模式是在观察者初始化期间（例如，在init或viewDidLoad中）注册为观察者，并在释放过程中（通常在dealloc中）注销，以确保成对和有序地添加和删除消息，并确保观察者在注册之前被取消注册，从内存中释放出来

总结：KVO注册观察者（addObserver）与移除观察者（removeObserver）是成对出现的，如果只注册，不移除，则会出现野指针类型的崩溃，如果只移除，不注册，则会NSRangeException

KVO 的自动与手动触发

系统默认的事自动触发，即如果添加了观察者，并且回调方法中存在相应的处理，这时只要属性值发生改变，就会调用，如果关闭自动触发automaticallyNotifiesObserversForKey设置为NO，这时就需要将需要观察的属性改变前增加willChangeValueForKey，改变后增加didChangeValueForKey，这样就可以触发，通过手动触发能够更好地贴合项目中的需求，增加扩展性

KVO一对多

通过keyPathsForValuesAffectingValueForKey方法将多个属性合并成一个进行观察，以下载进度为例

+ (NSSet<NSString *> *)keyPathsForValuesAffectingValueForKey:(NSString *)key{
    
    NSSet *keyPaths = [super keyPathsForValuesAffectingValueForKey:key];
    if ([key isEqualToString:@"downloadProgress"]) {
        NSArray *affectingKeys = @[@"totalData", @"writtenData"];
        keyPaths = [keyPaths setByAddingObjectsFromArray:affectingKeys];
    }
    return keyPaths;
}
[self.person addObserver:self forKeyPath:@"downloadProgress" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];
self.person.writtenData += 10;
self.person.totalData  += 1;
[self.person removeObserver:self forKeyPath:@"downloadProgress"];
- (NSString *)downloadProgress{
    if (self.writtenData == 0) {
        self.writtenData = 10;
    }
    if (self.totalData == 0) {
        self.totalData = 100;
    }
    return [[NSString alloc] initWithFormat:@"%f",1.0f*self.writtenData/self.totalData];
}

KVO 键值变化类型

typedef NS_ENUM(NSUInteger, NSKeyValueChange) {
    NSKeyValueChangeSetting = 1,//设值
    NSKeyValueChangeInsertion = 2,//插入
    NSKeyValueChangeRemoval = 3,//移除
    NSKeyValueChangeReplacement = 4,//替换
};
//根据下面代码来实现不同的kind 
self.student.name = [NSString stringWithFormat:@"%@+",self.student.name];
[[self.person mutableArrayValueForKey:@"dateArray"] addObject:@"1"];
[[self.person mutableArrayValueForKey:@"dateArray"] removeLastObject];
[[self.person mutableArrayValueForKey:@"dateArray"] replaceObjectAtIndex:0 withObject:@"3"];

注：当当前观察对象为数组时，不可以直接通过赋值的方式进行更改，而是需要mutableArrayValueForKey或mutableArrayValueForKeyPath进行获取，然后才能实现更改回调

KVO 底层探究

由于KVO没有对应的开源代码，故而通过跟流程的方式查看

观察的是setter方法
验证：根据属性和成员变量的区别可以得知，两者之间属性存在setter方法，而成员变量没有

@interface LGPerson : NSObject{
    @public
    NSString *name;
}
@property (nonatomic, copy) NSString *nickName;

@end
[self.person addObserver:self forKeyPath:@"nickName" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];
[self.person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    NSLog(@"实际情况:%@-%@",self.person.nickName,self.person->name);
    self.person.nickName = @"KC";
     self.person->name    = @"Cooci";
}

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

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根据上述结果可以得知，属性nickName更改成功收到回调，而成员变量name没有收到回调，故而可以验证KVO观察的是setter方法

中间类
根据官方文档得知，在注册观察者之后，观察对象的isa会发生改变

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根据断点获取className可以看出isa的指向确实发生了改变

 [self printClasses:[LGPerson class]];
    self.person = [[LGPerson alloc] init];
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"nickName" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];
//     [self.person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];
    [self printClasses:[LGPerson class]];
    [self printClassAllMethod:objc_getClass("NSKVONotifying_LGPerson")];
    [self printClassAllMethod:[LGStudent class]];

#pragma mark - 遍历方法-ivar-property
- (void)printClassAllMethod:(Class)cls{
    unsigned int count = 0;
    Method *methodList = class_copyMethodList(cls, &count);
    for (int i = 0; i<count; i++) {
        Method method = methodList[I];
        SEL sel = method_getName(method);
        IMP imp = class_getMethodImplementation(cls, sel);
        NSLog(@"%@-%p",NSStringFromSelector(sel),imp);
    }
    free(methodList);
}

#pragma mark - 遍历类以及子类
- (void)printClasses:(Class)cls{
    
    // 注册类的总数
    int count = objc_getClassList(NULL, 0);
    // 创建一个数组， 其中包含给定对象
    NSMutableArray *mArray = [NSMutableArray arrayWithObject:cls];
    // 获取所有已注册的类
    Class* classes = (Class*)malloc(sizeof(Class)*count);
    objc_getClassList(classes, count);
    for (int i = 0; i<count; i++) {
        if (cls == class_getSuperclass(classes[i])) {
            [mArray addObject:classes[I]];
        }
    }
    free(classes);
    NSLog(@"classes = %@", mArray);
}

通过遍历方法和子类可以看出

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在没有注册观察值之前，只存在LGPerson与LGStudent两个类，而注册完成后，多出了一个NSKVONotifying_LGPerson，故而可以确定，NSKVONotifying_LGPerson是LGPerson的子类
通过观察NSKVONotifying_LGPerson中的方法列表可以看出，子类中存在setter方法，在LGStudent中实现了setNickName的重写，与NSKVONotifying_LGPerson中一致，故而可以确定，在NSKVONotifying_LGPerson实现了setter、class、dealloc、_isKVO的重写，而非继承

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根据上图可以得知，在移除观察者之前isa指向的是子类NSKVONotifying_LGPerson，移除之后指回LGPerson
虽然观察者移除了，但是在其它页面查看LGPerson子类时可以发现中间类NSKVONotifying_LGPerson并没有销毁，这样可以避免每次进行创建而造成性能低下，通过重用的方式使得中间类一经创建就一直存在

KVO自定义实现

完整代码只是基本实现

KVO底层分析