KVO原理分析

1、KVO简介

KVO官方简介

KVO是键值观察Key-Value Observing的简称,在iOS开发中,可使用KVO来监听一个对象属性的变化。

2、KVO的使用

2.1对某个类添加监听

//content后面填NULL不要填nil,官方介绍的,OC是C的超集
[self.person addObserver:self forKeyPath:@"nick" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];

1.self.person是LGPerson的实例对象
2.给LGPerson的实例对象self.person添加观察者self,监听self.person的属性nick的新值变化(NSKeyValueObservingOptionNew)

context的使用:

static void *PersonAccountBalanceContext = &PersonAccountBalanceContext;
static void *PersonAccountInterestRateContext = &PersonAccountInterestRateContext;

- (void)registerAsObserverForAccount:(Account*)account {
    [account addObserver:self
              forKeyPath:@"balance"
                 options:(NSKeyValueObservingOptionNew |
                          NSKeyValueObservingOptionOld)
                 context:PersonAccountBalanceContext];
 
    [account addObserver:self
              forKeyPath:@"interestRate"
                 options:(NSKeyValueObservingOptionNew |
                          NSKeyValueObservingOptionOld)
                  context:PersonAccountInterestRateContext];
}
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath
                      ofObject:(id)object
                        change:(NSDictionary *)change
                       context:(void *)context {
 
    if (context == PersonAccountBalanceContext) {
        // Do something with the balance…
 
    } else if (context == PersonAccountInterestRateContext) {
        // Do something with the interest rate…
 
    } else {
        // Any unrecognized context must belong to super
        [super observeValueForKeyPath:keyPath
                             ofObject:object
                               change:change
                               context:context];
    }
}

2.2观察者的回调方法。

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath
                      ofObject:(id)object
                        change:(NSDictionary *)change
                       context:(void *)context {
}

当观察者的属性变化时,会来到这个回调方法,keyPath是被监听的属性,object是被观察的对象,change是数据的变化。

2.3移除观察者

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

2.4数组类型的属性监听。

self.person.dateArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:1];
    // 5: 可变数组 KVO -- 
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"dateArray" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];

// KVO 建立在 KVC
    [[self.person mutableArrayValueForKey:@"dateArray"] addObject:@"2"];

对象的属性-数组,需要使用KVC的形式赋值才能监听

2.5多个因素综合影响

// 4: 多个因素影响 - 下载进度 = 当前下载量 / 总量
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"downloadProgress" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];

#import "LGPerson.h"

@implementation LGPerson

// 下载进度 -- writtenData/totalData

+ (NSSet<NSString *> *)keyPathsForValuesAffectingValueForKey:(NSString *)key{
    
    NSSet *keyPaths = [super keyPathsForValuesAffectingValueForKey:key];
    if ([key isEqualToString:@"downloadProgress"]) {
        NSArray *affectingKeys = @[@"totalData", @"writtenData"];
        keyPaths = [keyPaths setByAddingObjectsFromArray:affectingKeys];
    }
    return keyPaths;
}

- (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];
}

2.6KVO开关

// 自动开关
+ (BOOL) automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key{
    return YES;
}
//单个属性设置关闭
+ (BOOL) automaticallyNotifiesObserversForNick:(NSString *)nick{
    return YES;
}


- (void)setNick:(NSString *)nick{
    [self willChangeValueForKey:@"nick"];
    _nick = nick;
    [self didChangeValueForKey:@"nick"];
}

当上面的方法返回NO,整个类的监听都被关掉,反之,返回YES,就被打开。

2.7使用集合类型字典等

/* Possible values in the NSKeyValueChangeKindKey entry in change dictionaries. See the comments for -observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: for more information.
*/
typedef NS_ENUM(NSUInteger, NSKeyValueChange) {
    NSKeyValueChangeSetting = 1,
    NSKeyValueChangeInsertion = 2,
    NSKeyValueChangeRemoval = 3,
    NSKeyValueChangeReplacement = 4,
};

/* Possible kinds of set mutation for use with -willChangeValueForKey:withSetMutation:usingObjects: and -didChangeValueForKey:withSetMutation:usingObjects:. Their semantics correspond exactly to NSMutableSet's -unionSet:, -minusSet:, -intersectSet:, and -setSet: method, respectively.
*/
typedef NS_ENUM(NSUInteger, NSKeyValueSetMutationKind) {
    NSKeyValueUnionSetMutation = 1,
    NSKeyValueMinusSetMutation = 2,
    NSKeyValueIntersectSetMutation = 3,
    NSKeyValueSetSetMutation = 4
};

3、KVO的底层原理

3.1添加监听的处理

实现以下方法打印类及其子类

#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);
}

实现以下方法打印类的方法列表

#pragma mark - 遍历方法-ivar-property
- (void)printClassAllMethod:(Class)cls{
    NSLog(@"*********************");
    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);
}
image.png

通过监听前后对LGPerson及其子类的列表的打印,我们发现,当对,LGPerson的对象监听后,系统自动生成了一个LGPerson的子类NSKVONotifying_LGPerson。再来看看NSKVONotifying_LGPerson的方法列表。

image.png

从上图可以得知,NSKVONotifying_LGPerson重写了父类的setNickName方法。

note:注意只有监听属性才有生成set方法,监听成员变量是不会生成的,比如监听name.

[self.person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];
#import <Foundation/Foundation.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

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


- (void)sayHello;
- (void)sayLove;

@end

再来看看self.person 的isa指向。


image.png

可以看到self.person的isa指向,有LGPerson变成了NSKVONotifying_LGPerson.
通过上图可以分析得出:当对一个对象的属性进行监听的时候,会生成对前对象所属类的子类NSKVONotifying_XXX,并将这个对象的isa指向这个派生类。在这个派生类中,重写当前属性的setter方法。还重写了class方法,[self.person class];返回的是LGPerson。还实现了一个isKVO的标记,标记当前类实现监听的派生类。

3.2监听的销毁

image.png

1、从上图可知,销毁监听后,派生类NSKVONotifying_LGPerson依然存在,这样下次监听不需要重复创建了。
2、销毁后,对象的isa指针又指回了LGPerson.
对象销毁后,isa指回来,保证不出现混乱。

谨记:一定要移除观察,在使用RAC的时候要手动接受(dispose)并在dealloc中释放掉。
如果观察没有移除会出现野指针的情况。

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