KVO即key-value-observing，键值观察，是一种观察者模式的实现机制(另一种为Notification)。KVO提供了一种机制，指定一个被观察对象(如student对象)，当被观察对象student的某个属性(如name)发生改变时观察者对象(如teacher)会收到通知，同时作出相应处理(这孩子，怎么能随便改名呢，把你家长叫来)。
1.KVO的应用步骤
- 注册观察者，实施监听:
[student addObserver:teacher forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
参数说明：
1）student:被观察者对象
2）teacher:观察者对象，该对象必须实现
observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 方法
3）forKeyPath:被观察者的属性名，必须和被观察者属性名相同
4）options:属性配置，有四个值：
typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, NSKeyValueObservingOptions) {
//接收方法中传入属性变化后的新值，键为NSKeyValueChangeNewKey
NSKeyValueObservingOptionNew = 0x01,
//接收方法中传入属性变化前的旧值，键为NSKeyValueChangeOldKey
NSKeyValueObservingOptionOld = 0x02,
//注册之后会立刻调用接收方法，可以在程序第一次运行时做一些初始化操作，
如果配置了NSKeyValueObservingOptionNew，change参数内容会包含新值
NSKeyValueObservingOptionInitial NS_ENUM_AVAILABLE(10_5, 2_0) = 0x04,
//接收方法会在属性变化前后分别调用一次，变化前的通知change参数包含键值对：notificationIsPrior = 1。
NSKeyValueObservingOptionPrior NS_ENUM_AVAILABLE(10_5, 2_0) = 0x08
}
5）context:接收一个C指针，可以为kvo的回调方法传值。
- 在回调方法处理属性变化
每当监听的keypath发生改变就会调用该方法：
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
if (context == &PrivateKVOContext) {
if ([keyPath isEqualToString:@"name"]) {
NSString *oldName = change[NSKeyValueChangeOldKey];
NSString *newName = change[NSKeyValueChangeNewKey];
}
}
}
参数说明：
1）keyPath：被监听的keyPath , 用来区分不同的KVO监听；
2）object：被观察对象，可以获得修改后的属性值；
3）change：保存信息改变的字典（可能有旧的值，新的值等）
默认change参数会包含一个NSKeyValueChangeKindKey键值对，传递被监听 属性的变化类型：
enum {
//属性被重新设置
NSKeyValueChangeSetting = 1,
//表示更改的是集合属性，分别代表插入、删除、替换操作
NSKeyValueChangeInsertion = 2,
NSKeyValueChangeRemoval = 3,
NSKeyValueChangeReplacement = 4
};
typedef NSUInteger NSKeyValueChange;
如果NSKeyValueChangeKindKey参数是针对集合属性的三个之一，change 参数还会包含一个NSKeyValueChangeIndexesKey键值对，表示变化的index。
4）context：上下文，可以用来区分不同的KVO监听。
- 移除观察者
因为添加观察者并不会retain，所以即使被观察者被释放了，其监听信息仍旧存在，如果不将观察者移除就会出现崩溃。
[student removeObserver:teacher forKeyPath:@"name" context:&PrivateKVOContext];
2.KVO的简单应用实例
KVO的常用场景是在MVC中同步model和UI，实现这样的需求：点击view的时候更新model的(person)数据并触发UI同步。可以看到应用KVO轻松的监听到模型数据的变化，进而在回调中更新UI。
@interface ViewController ()
- (IBAction)randomAge:(UIButton *)sender;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *ageLabel;
@property (strong, nonatomic) Person *person;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.person = [[Person alloc]init];
//创建观察者
[self.person addObserver:self
forKeyPath:@"myAge"
options:NSKeyValueObservingOptionNew
context:nil];
}
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
//UI同步
self.ageLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"%@",change[NSKeyValueChangeNewKey]];
}
- (IBAction)randomAge:(UIButton *)sender {
//更新model数据
self.person.myAge = arc4random() % 100 ;
}
- (void)dealloc {
//移除观察者
[self removeObserver:self forKeyPath:@"myAge"];
}
@end
3.手动键值观察
在以上KVO的应用中通过创建观察者，在属性变化时就会自动发出通知，而有些场景需要人为的控制通知的发送，这需要重写被观察者对象属性的getter/setter方法。
#import "Person.h"
@implementation Person
{
NSUInteger myAge;
}
- (NSUInteger)myAge {
return myAge;
}
- (void)setMyAge:(NSUInteger)newAge {
//发送通知：键值即将改变
[self willChangeValueForKey:@"myAge"];
myAge = newAge;
//发送通知：键值已经修改
[self didChangeValueForKey:@"myAge"];
}
//当设置键值之后，通过此方法，决定是否发送通知
+ (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key {
//当key为myAge时，手动发送通知
if ([key isEqualToString:@"myAge"]) {
return NO;
}
//当为其他key时，自动发送通知
return [super automaticallyNotifiesObserversForKey:key];
}
@end
4.设置属性之间的依赖
假设我要监听一个color属性的变化，而一个color又与三原色相关，每种原色又由不同的组分构成，如此我们就需要监听N个原色属性的变化，每个原色属性变化就去设置color的值，我的天，太麻烦了，事情总是有解决的办法：KVO给我们提供了这种键之间的依赖方法
+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffecting<Key>;
//设置属性依赖，属性greenComponent，依赖于属性lComponent和属性aComponent
+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingGreenComponent {
return [NSSet setWithObjects:@"lComponent", @"aComponent",nil];
}
+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingRedComponent {
return [NSSet setWithObject:@"lComponent"];
}
+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingBlueComponent {
return [NSSet setWithObjects:@"lComponent", @"bComponent", nil];
}
+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingColor {
return [NSSet setWithObjects:@"redComponent", @"greenComponent",@"blueComponent", nil];
}
通过color的属性依赖设置，在原色组分lComponent、aComponent、bComponent发生变化时观察者仍能收到color变化的通知。
5.KVO机制
前面已经了解到KVO的基本用法，那么KVO底层是如何实现的呢？Let me think，既然KVO能够监听属性的变化，那么在被观察者属性的set方法中判断如果属性值发生了变化就向观察者发送通知就可以实现，似乎很简单，但事实是KVO并没有对被观察者进行显示地重写set方法，那应该在哪重写set方法呢？
苹果通过isa混写(isa-swizzling)来实现KVO。当创建观察者观察一个对象person时，KVO机制会动态的创建一个名为NSKVONotifying_Person的新类(继承自person的本类Person)并将对象person的isa指针从Person类指向NSKVONotifying_Person(在这里只需要知道对象isa指针指向哪个类，对象就会到哪个类去寻找对应方法)。到这里我们应该找到了重写set方法的地方，只要在NSKVONotifying_Person中重写了Person的对应观察属性name的set方法，在被观察对象person的属性name被修改的时候会调用NSKVONotifying_Person中该属性的set方法，在set方法中完成相应的通知工作从而实现了属性变化的监听。由此可以知道只有当属性值是通过set方法修改的时KVO才有效，例如在Person中有这样一个方法：
//不是通过set方法修改的，不会触发KVO
- (void)changeName {
_name = @"newName";
}
KVO测试：
//辅助代码
static NSArray *ClassMethodNames(Class c) {
NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
unsigned int methodCount = 0;
Method *methodList = class_copyMethodList(c, &methodCount);
unsigned int i;
for (i = 0; i < methodCount; i++) {
[array addObject:NSStringFromSelector(method_getName(methodList[i]))];
}
free(methodList);
return array;
}
static void PrintDescription(NSString *name, id obj) {
struct objc_object *objcet = (__bridge struct objc_object *)obj;
Class cls = objcet->isa;
NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"%@: %@\n\tNSObject class %s\n\tlibobjc class %s : super class %s\n\timplements methods <%@>",
name,
obj,
class_getName([obj class]),
class_getName(cls),
class_getName(class_getSuperclass(cls)),
[ClassMethodNames(cls) componentsJoinedByString:@", "]];
printf("%s\n", [str UTF8String]);
}
// 测试代码
Person *person1 = [[Person alloc] init];
Person *person2 = [[Person alloc] init];
[person2 addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:NULL];
PrintDescription(@"person1", person1);
PrintDescription(@"person2", person2);
//输出
person1: <Person: 0x60800002fec0>
NSObject class Person
libobjc class Person : super class NSObject
implements methods <.cxx_destruct, name, setName:>
person2: <Person: 0x60800002fee0>
NSObject class Person
libobjc class NSKVONotifying_Person : super class Person
implements methods <setName:, class, dealloc, _isKVOA>
可以看到被观察者对像person2的类已经被改为NSKVONotifying_Person了，并且重写了setName方法(在set方法里实现通知)。此外当我们试着打印person2对象的类([person2 class])时，仍然是Person。所以在NSKVONotifying_Person中除了重写相应的setter，还重写了class方法，让它返回原先的类。
PS: I am xinghun who is on the road.
