一、概述
KVO(全称:Key-Value Observing),也叫键值监听,是一种观察者设计模式。它提供一种机制。也就是当KVO监听某一个对象时,一旦指定的对象的属性被修改后,则其观察者就会接受到通知,进而做出相应的动作。简单的说就是每次指定的被观察的对象的属性被修改后,KVO就会自动通知相应的观察者了。
打个比方,有两个对象A和B,B中有某一个属性D,A观察了B中属性D,当属性D发生变化的时候,A收到回调而回调方法中有新的值或者旧的值。
KVO其实也是“观察者”设计模式的一种应用。这种模式有利于两个类间的解耦合,尤其是对于 业务逻辑与视图控制 这两个功能的解耦合
二、KVO基本原理
1.KVO是基于runtime机制实现的
2.当某个类的属性对象第一次被观察时,系统就会在运行期动态地创建该类的一个派生类,在这个派生类中重写基类中任何被观察属性的setter 方法。派生类在被重写的setter方法内实现真正的通知机制
3.如果原类为Person,那么生成的派生类名为NSKVONotifying_Person
4.每个类对象中都有一个isa指针指向当前类,当一个类对象的第一次被观察,那么系统会偷偷将isa指针指向动态生成的派生类,从而在给被监控属性赋值时执行的是派生类的setter方法
5.键值观察通知依赖于NSObject 的两个方法: willChangeValueForKey: 和 didChangevlueForKey:;在一个被观察属性发生改变之前, willChangeValueForKey:一定会被调用,这就 会记录旧的值。而当改变发生后,didChangeValueForKey:会被调用,继而 observeValueForKey:ofObject:change:context: 也会被调用。
三、 KVO深入原理:
1.Apple 使用了 isa 混写(isa-swizzling)来实现 KVO 。当观察对象A时,KVO机制动态创建一个新的名为: NSKVONotifying_A的新类,该类继承自对象A的本类,且KVO为NSKVONotifying_A重写观察属性的setter 方法,setter 方法会负责在调用原 setter 方法之前和之后,通知所有观察对象属性值的更改情况。
2.NSKVONotifying_A类剖析:在这个过程,被观察对象的 isa 指针从指向原来的A类,被KVO机制修改为指向系统新创建的子类 NSKVONotifying_A类,来实现当前类属性值改变的监听;
3.所以当我们从应用层面上看来,完全没有意识到有新的类出现,这是系统“隐瞒”了对KVO的底层实现过程,让我们误以为还是原来的类。但是此时如果我们创建一个新的名为“NSKVONotifying_A”的类(),就会发现系统运行到注册KVO的那段代码时程序就崩溃,因为系统在注册监听的时候动态创建了名为NSKVONotifying_A的中间类,并指向这个中间类了。
4.(isa 指针的作用:每个对象都有isa 指针,指向该对象的类,它告诉 Runtime 系统这个对象的类是什么。所以对象注册为观察者时,isa指针指向新子类,那么这个被观察的对象就神奇地变成新子类的对象(或实例)了。) 因而在该对象上对 setter 的调用就会调用已重写的 setter,从而激活键值通知机制。
5.子类setter方法剖析:KVO的键值观察通知依赖于 NSObject 的两个方法:willChangeValueForKey:和 didChangevlueForKey:,在存取数值的前后分别调用2个方法: 被观察属性发生改变之前,willChangeValueForKey:被调用,通知系统该 keyPath 的属性值即将变更;当改变发生后, didChangeValueForKey: 被调用,通知系统该 keyPath 的属性值已经变更;之后,observeValueForKey:ofObject:change:context: 也会被调用。且重写观察属性的setter 方法这种继承方式的注入是在运行时而不是编译时实现的。
KVO原理图
四、实现步骤
1、注册观察者
- (void)addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context;
我们来看看每个参数的含义
observer
称为观察者 (这里观察self.model对象的属性变化)
keyPath
被观察的属性名称(这里观察 model 中 num 属性值的改变),这个值不能为nil,而且这个值只能是NSString类型
options
观察属性的新值、旧值等的一些配置(枚举值,可以根据需要设置,例如这里可以使用两项)
typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, NSKeyValueObservingOptions) {
//以字典的形式提供 “更新后新的数据”;
NSKeyValueObservingOptionNew = 0x01,
//以字典的形式提供 “初始对象数据”;
NSKeyValueObservingOptionOld = 0x02,
//观察最初的值(在注册观察服务时会调用一次触发方法)
NSKeyValueObservingOptionInitial API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = 0x04,
//分别在值修改前后触发方法(即一次修改有两次触发)
NSKeyValueObservingOptionPrior API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = 0x08
};
context
上下文,可以为 KVO 的回调方法传值(例如设定为一个放置数据的字典,可以作为移除观察者的标示)
2、实现KVO回调方法
//keyPath:属性名称
//object:被观察的对象
//change:变化前后的值都存储在 change 字典中
//context:注册观察者时,context 传过来的值
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
if([keyPath isEqualToString:@"num"] && object == model) {
}
}
}
3、触发监听
我们设定好接听之后,当改变被监听对象的值时,就可以触发监听回调方法了。但是要注意的是,不能直接使用_变量名直接赋值改变,而应该使用self.变量名对被监听对象值得修改。这一点主要是因为 _变量名只是直接操作对象指针,sel.变量名是调用setter方法操作对象指针,而KVO是通过runtime实现的,必须调用setValue:forKey方法赋值才会触发监听的。
4、移除监听
在监听完成之后,我们必须将监听移除,否则会导致内存溢出
- (void)removeObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath context:(nullable void *)context API_AVAILABLE(macos(10.7), ios(5.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
一般在dealloc方法中调用。这里有一个问题需要了解下,注册和移除是一一对应的,有几个注册就要有几个移除。如果一个类中有多个监听对象,可以有context值来区分。
5、KVO控制是否自动发送通知
我们可以在模型类中添加这样一个方法:(返回YES表示自动发送通知,返回NO表示不自动发送通知)
+ (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key{
return NO;
}
而在外部需要调用KVO时,需要在改变属性值的前后加上
[model willChangeValueForKey:@"Value"];
-------
[model didChangeValueForKey:@"Value"];
Demo
接下来我们通过例子来简单的实现KVO
建立观察者模型(建立KVO_Model (NSObject)类)
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface KVO_Model : NSObject
@property (nonatomic,assign)int num;
@property (nonatomic,assign)NSString *age;
@end
注册监听
self.model = [[KVO_Model alloc]init];
[self.model addObserver:self forKeyPath:@"num" options:NSKeyValueObservingOptionNew|NSKeyValueObservingOptionOld|NSKeyValueObservingOptionInitial|NSKeyValueObservingOptionPrior context:nil];
实现回调方法
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
if([keyPath isEqualToString:@"num"] && object == model) {
// 响应变化处理:UI更新(label文本改变)
self.label.text = [NSString stringWithFormat:@"当前的num值为:%@",
[change valueForKey:@"new"]];
for (NSString *key in change) {
NSLog(@"\\key :%@ key_value:%@",key,
[change valueForKey:key]);
}
}
}
改变被监听对象的值
//按一次,使num的值+1
self.model.num = self.model.num + 1;
}
移除KVO
- (void)dealloc{
[self.model removeObserver:self forKeyPath:@"num" context:nil];
}
模式转换
@implementation KVO_Model
+ (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key{
return NO;
}
@end
//按一次,使num的值+1
[self.model willChangeValueForKey:@"num"];
self.model.num = self.model.num + 1;
[self.model didChangeValueForKey:@"num"];