刨根问底KVO原理
介绍
KVO( NSKeyValueObserving )是一种监测对象属性值变化的观察者模式机制。其特点是无需事先修改被观察者代码，利用 runtime 实现运行中修改某一实例达到目的，保证了未侵入性。
A对象指定观察B对象的属性后，当属性发生变更，A对象会收到通知，获取变更前以及变更的状态，从而做进一步处理。
在实际生产环境中，多用于应用层观察模型层数据变动，接收到通知后更新，从而达成比较好的设计模式。
另一种常用的用法是 Debug，通过观察问题属性的变化，追踪问题出现的堆栈，更有效率的解决问题。
应用
观察回调
- (void)observeValueForKeyPath:(nullable NSString *)keyPath
ofObject:(nullable id)object
change:(nullable NSDictionary<NSKeyValueChangeKey, id> *)change
context:(nullable void *)context;
观察者需要实现这个方法来接受回调，其中keyPath 是 KVC 路径， object 是观察者，context 区分不同观察的标识。
改变字典
最关键的是改变字典，其中包含了 NSKeyValueChangeKey，通过预定义的字符串来获取特定的数值。
typedef NSString * NSKeyValueChangeKey NS_STRING_ENUM;
FOUNDATION_EXPORT NSKeyValueChangeKey const NSKeyValueChangeKindKey;
FOUNDATION_EXPORT NSKeyValueChangeKey const NSKeyValueChangeNewKey;
FOUNDATION_EXPORT NSKeyValueChangeKey const NSKeyValueChangeOldKey;
FOUNDATION_EXPORT NSKeyValueChangeKey const NSKeyValueChangeIndexesKey;
FOUNDATION_EXPORT NSKeyValueChangeKey const NSKeyValueChangeNotificationIsPriorKey
NSKeyValueChangeKindKey 中定义的是改变的类型，如果调用的是Setter方法，那就是NSKeyValueChangeSetting。
剩余的三种分别是插入、删除、替换，当观察的属性属于集合类（这点会在之后讲），变动时就会通知这些类型。
typedef NS_ENUM(NSUInteger, NSKeyValueChange) {
NSKeyValueChangeSetting = 1,
NSKeyValueChangeInsertion = 2,
NSKeyValueChangeRemoval = 3,
NSKeyValueChangeReplacement = 4,
};
NSKeyValueChangeNewKey 获取变更的最新值，NSKeyValueChangeOldKey 获取原始数值。
NSKeyValueChangeIndexesKey 如果观察的是集合，那这个键值返回索引集合。
NSKeyValueChangeNotificationIsPriorKey 如果设置了接受提前通知，那么修改之前会先发送通知，修改后再发一次。为了区分这两次，第一次会带上这个键值对，其内容为 @1。
字符串枚举
在注册类型时，苹果使用了NS_STRING_ENUM宏。
虽然这个宏在ObjC下毫无作用，但是对于Swift有优化
，上面的定义会变成这样。
enum NSKeyValueChangeKey: String {
case kind
case new
case old
case indexes
case notificationIsPrior
}
let dict: [NSKeyValueChangeKey : Any] = [......]
let kind = dict[.kind] as! Number
字符串枚举对于使用来说是非常直观和安全的。
添加与删除
对于普通对象，使用这两个方法就能注册与注销观察。
- (void)addObserver:(NSObject *)observer
forKeyPath:(NSString *)keyPath
options:(NSKeyValueObservingOptions)options
context:(nullable void *)context;
- (void)removeObserver:(NSObject *)observer
forKeyPath:(NSString *)keyPath
context:(nullable void *)context;
可以设置多种观察模式来匹配需求。
typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, NSKeyValueObservingOptions) {
//可以收到新改变的数值
NSKeyValueObservingOptionNew = 0x01,
//可以收到改变前的数值
NSKeyValueObservingOptionOld = 0x02,
//addObserver后立刻触发通知，只有new，没有old
NSKeyValueObservingOptionInitial = 0x04,
//会在改变前与改变后发送两次通知
//改变前的通知带有notificationIsPrior=@1，old
NSKeyValueObservingOptionPrior = 0x08
};
由于不符合 KVC 的访问器标准，苹果规定 NSArray NSOrderedSet NSSet 不可以执行 addObserver 方法，不然会抛出异常。针对 NSArray 有特殊的方法，如下
- (void)addObserver:(NSObject *)observer
toObjectsAtIndexes:(NSIndexSet *)indexes
forKeyPath:(NSString *)keyPath
options:(NSKeyValueObservingOptions)options
context:(nullable void *)context;
- (void)removeObserver:(NSObject *)observer
fromObjectsAtIndexes:(NSIndexSet *)indexes
forKeyPath:(NSString *)keyPath
context:(nullable void *)context;
主要的区别在于多了一个ObjectsAtIndexes，其实做的事情是一样的，根据索引找到对象，再逐一建立观察关系。
原理
Runtime
NSKeyValueObserving 与 NSKeyValueCoding 一起定义在 Foundation 库，而这个库是不开源的，我们先从苹果开发者文档中获取信息。
Automatic key-value observing is implemented using a technique called isa-swizzling.
看描述猜测苹果应该是通过重新设置被观察者的 Class (isa 中包含 Class 信息)，该类继承了原类并且重载属性的 Setter 方法，添加发通知的操作达到目的。
@interface ConcreteSubject : NSObject
@property (nonatomic, strong) id obj;
@end
ConcreteSubject *sub = [ConcreteSubject new];
NSLog(@"%s", class_getName(object_getClass(sub)));
//改变前 outprint--> ConcreteSubject
[sub addObserver:self forKeyPath:@"obj" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
//执行观察方法
NSLog(@"%s", class_getName(object_getClass(sub)));
//改变后 outprint--> NSKVONotifying_ConcreteSubject
NSLog(@"%s", class_getName(object_getClass(class_getSuperclass(cls))));
//获取超类名 outprint--> ConcreteSubject
NSLog(@"%s", class_getName(sub.class));
//获取类名 outprint--> ConcreteSubject
class_getMethodImplementation(cls, @selector(setObj:));
//imp = (IMP)(Foundation`_NSSetObjectValueAndNotify)
class_getMethodImplementation(cls, @selector(class));
//imp = (IMP)(Foundation`NSKVOClass)
试了一下果然 Class 被替换了，变成加了 NSKVONotifying_ 前缀的新类。
新类继承自原类，但是这个类的 class 方法返回的还是原类，这保证了外部逻辑完整。
反编译源码
通过 Runtime ，我们只能知道 KVO 使用了一个继承了原类的类，并且替换了原方法的实现，setObj: = _NSSetObjectValueAndNotify class = _NSKVOClass。如果我们想进一步了解详情，只能通过反编译 Foundation 来查找汇编代码。
这里我使用了
Hopper工具，分析的二进制文件路径是/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneOS.platform/Developer/Library/CoreSimulator/Profiles/Runtimes/iOS.simruntime/Contents/Resources/RuntimeRoot/System/Library/Frameworks/Foundation.framework/Foundation
替换的实现
//伪代码，仅供理解
void _NSKVOClass(id self, SEL _cmd) {
Class cls = object_getClass(self);
Class originCls = __NSKVONotifyingOriginalClassForIsa(cls);
if (cls != originCls) {
return [originCls class];
} else {
Method method = class_getInstanceMethod(cls, _cmd);
return method_invoke(self, method);
}
}
先看原 class 方法，获取了当前类和原类，如果不一致就返回原类，如果一致就执行原 class 实现。
//伪代码，仅供理解
void __NSSetObjectValueAndNotify(id self, SEL _cmd, id value) {
//获取额外的变量
void *indexedIvars = object_getIndexedIvars(object_getClass(self));
//加锁
pthread_mutex_lock(indexedIvars + 0x20);
//从SEL获取KeyPath
NSString *keyPath = [CFDictionaryGetValue(*(indexedIvars) + 0x18), _cmd) copyWithZone:0x0];
//解锁
pthread_mutex_unlock(indexedIvars + 0x20);
//改变前发通知
[self willChangeValueForKey:keyPath];
//实现Setter方法
IMP imp = class_getMethodImplementation(*indexedIvars, _cmd);
(imp)(self, _cmd, value);
//改变后发通知
[self didChangeValueForKey:keyPath];
}
再看改变后的 Setter 方法，其中 indexedIvars 是原类之外的成员变量，第一个指针是改变后的类，0x20 的偏移量是线程锁，0x18 地址储存了改变过的方法字典。
在执行原方法实现前调用了 willChangeValueForKey 发起通知，同样在之后调用 didChangeValueForKey。
添加观察方法
那么是在哪个方法中替换的实现呢？先看 [NSObject addObserver:forKeyPath:options:context:] 方法。
//伪代码，仅供理解
void -[NSObject addObserver:forKeyPath:options:context:]
(void * self, void * _cmd, void * arg2, void * arg3, unsigned long long arg4, void * arg5) {
pthread_mutex_lock(__NSKeyValueObserverRegistrationLock);
*__NSKeyValueObserverRegistrationLockOwner = pthread_self();
rax = object_getClass(self);
rax = _NSKeyValuePropertyForIsaAndKeyPath(rax, arg3);
[self _addObserver:arg2 forProperty:rax options:arg4 context:arg5];
*__NSKeyValueObserverRegistrationLockOwner = 0x0;
pthread_mutex_unlock(__NSKeyValueObserverRegistrationLock);
return;
}
方法很简单，根据 KeyPath 获取具体属性后进一步调用方法。由于这个方法比较长，我特地整理成 ObjC 代码，方便大家理解。
//伪代码，仅供理解
- (void *)_addObserver:(id)observer
forProperty:(NSKeyValueProperty *)property
options:(NSKeyValueObservingOptions)option
context:(void *)context {
//需要注册通知
if (option & NSKeyValueObservingOptionInitial) {
//获取属性名路径
NSString *keyPath = [property keyPath];
//解锁
pthread_mutex_unlock(__NSKeyValueObserverRegistrationLock);
//如果注册了获得新值，就获取数值
id value = nil;
if (option & NSKeyValueObservingOptionNew) {
value = [self valueForKeyPath:keyPath];
if (value == nil) {
value = [NSNull null];
}
}
//发送注册通知
_NSKeyValueNotifyObserver(observer, keyPath, self, context, value,
0 /*originalObservable*/, 1 /*NSKeyValueChangeSetting*/);
//加锁
pthread_mutex_lock(__NSKeyValueObserverRegistrationLock);
}
//获取属性的观察信息
Info *info = __NSKeyValueRetainedObservationInfoForObject(self, property->_containerClass);
//判断是否需要获取新的数值
id _additionOriginalObservable = nil;
if (option & NSKeyValueObservingOptionNew) {
//0x15没有找到定义，猜测为保存是否可观察的数组
id tsd = _CFGetTSD(0x15);
if (tsd != nil) {
_additionOriginalObservable = *(tsd + 0x10);
}
}
//在原有信息上生成新的信息
Info *newInfo = __NSKeyValueObservationInfoCreateByAdding
(info, observer, property, option, context, _additionOriginalObservable, 0, 1);
//替换属性的观察信息
__NSKeyValueReplaceObservationInfoForObject(self, property->_containerClass, info, newInfo);
//属性添加后递归添加关联属性
[property object:self didAddObservance:newInfo recurse:true];
//获取新的isa
Class cls = [property isaForAutonotifying];
if ((cls != NULL) && (object_getClass(self) != cls)) {
//如果是第一次就替换isa
object_setClass(self, cls);
}
//释放观察信息
[newInfo release];
if (info != nil) {
[info release];
}
return;
}
其中有可能替换方法实现的步骤是获取 isa 的时候，猜测当第一次创建新类的时候，会注册新的方法，接着追踪 isaForAutonotifying 方法。
获取观察类
void * -[NSKeyValueUnnestedProperty _isaForAutonotifying]
(void * self, void * _cmd) {
rbx = self;
r14 = *_OBJC_IVAR_$_NSKeyValueProperty._containerClass;
if ([*(rbx + r14)->_originalClass
automaticallyNotifiesObserversForKey:rbx->_keyPath] != 0x0) {
r14 = __NSKeyValueContainerClassGetNotifyingInfo(*(rbx + r14));
if (r14 != 0x0) {
__NSKVONotifyingEnableForInfoAndKey(r14, rbx->_keyPath);
rax = *(r14 + 0x8);
}
else {
rax = 0x0;
}
}
else {
rax = 0x0;
}
return rax;
}
立刻发现了熟悉的方法！
automaticallyNotifiesObserversForKey: 是一个类方法，如果你不希望某个属性被观察，那么就设为 NO，isa 返回是空也就宣告这次添加观察失败。
如果一切顺利的话，将会执行__NSKVONotifyingEnableForInfoAndKey(info, keyPath) 改变 class 的方法，最终返回其 isa。
实质替换方法
由于该方法实在太长，且使用了goto不方便阅读，所以依旧整理成伪代码。
//伪代码，仅供理解
int __NSKVONotifyingEnableForInfoAndKey(void *info, id keyPath) {
//线程锁加锁
pthread_mutex_lock(info + 0x20);
//添加keyPath到数组
CFSetAddValue(*(info + 0x10), keyPath);
//解锁
pthread_mutex_unlock(info + 0x20);
//判断原类实现能不能替换
Class originClass = *info;
MethodClass *methodClass =
__NSKeyValueSetterForClassAndKey(originClass, keyPath, originClass);
if (![methodClass isKindOfClass:[NSKeyValueMethodSetter class]]) {
swizzleMutableMethod(info, keyPath);
return;
}
//判断Setter方法返回值
Method method = [methodClass method];
if (*(int8_t *)method_getTypeEncoding(method) != _C_VOID) {
_NSLog(@"KVO autonotifying only supports -set<Key>: methods that return void.");
swizzleMutableMethod(info, keyPath);
return;
}
//获取Setter方法参数
char *typeEncoding = method_copyArgumentType(method, 0x2);
char type = sign_extend_64(*(int8_t *)typeEncoding);
SEL sel;//根据参数类型选择替换的方法
switch (type) {
case _C_BOOL: sel = __NSSetBoolValueAndNotify;
case _C_UCHR: sel = __NSSetUnsignedCharValueAndNotify;
case _C_UINT: sel = __NSSetUnsignedIntValueAndNotify;
case _C_ULNG: sel = __NSSetUnsignedLongValueAndNotify;
case _C_ULNG_LNG: sel = __NSSetUnsignedLongLongValueAndNotify;
case _C_CHR: sel = __NSSetCharValueAndNotify;
case _C_DBL: sel = __NSSetDoubleValueAndNotify;
case _C_FLT: sel = __NSSetFloatValueAndNotify;
case _C_INT: sel = __NSSetIntValueAndNotify;
case _C_LNG: sel = __NSSetLongValueAndNotify;
case _C_LNG_LNG: sel = __NSSetLongLongValueAndNotify;
case _C_SHT: sel = __NSSetShortValueAndNotify;
case _C_USHT: sel = __NSSetUnsignedShortValueAndNotify;
case _C_LNG_LNG: sel = __NSSetLongLongValueAndNotify;
case _C_ID: sel = __NSSetObjectValueAndNotify;
case "{CGPoint=dd}": sel = __NSSetPointValueAndNotify;
case "{_NSRange=QQ}": sel = __NSSetRangeValueAndNotify;
case "{CGRect={CGPoint=dd}{CGSize=dd}}": sel = __NSSetRectValueAndNotify;
case "{CGSize=dd}": sel = __NSSetSizeValueAndNotify;
case *_NSKeyValueOldSizeObjCTypeName: sel = __CF_forwarding_prep_0;
default;
}
//不支持的参数类型打印错误信息
if (sel == NULL) {
_NSLog(@"KVO autonotifying only supports -set<Key>: methods that take id,
NSNumber-supported scalar types, and some NSValue-supported structure types.")
swizzleMutableMethod(info, keyPath);
return;
}
//替换方法实现
SEL methodSel = method_getName(method);
_NSKVONotifyingSetMethodImplementation(info, methodSel, sel, keyPath);
if (sel == __CF_forwarding_prep_0) {
_NSKVONotifyingSetMethodImplementation(info, @selector(forwardInvocation:),
_NSKVOForwardInvocation, false);
Class cls = *(info + 0x8);
SEL newSel = sel_registerName("_original_" + sel_getName(methodSel));
Imp imp = method_getImplementation(method);
TypeEncoding type = method_getTypeEncoding(method);
class_addMethod(cls, newSel, imp, type);
}
swizzleMutableMethod(info, keyPath);
}
可以表述为根据 Setter 方法输入参数类型，匹配合适的 NSSetValueAndNotify 实现来替换，从而实现效果。
那么 swizzleMutableMethod 是干嘛的呢？
//替换可变数组集合的方法
int swizzleMutableMethod(void *info, id keyPath) {
//NSKeyValueArray
CFMutableSetRef getterSet = __NSKeyValueMutableArrayGetterForIsaAndKey(*info, keyPath);
if ([getterSet respondsToSelector:mutatingMethods]) {
mutatingMethods methodList = [getterSet mutatingMethods];
replace methodList->insertObjectAtIndex _NSKVOInsertObjectAtIndexAndNotify
replace methodList->insertObjectsAtIndexes _NSKVOInsertObjectsAtIndexesAndNotify
replace methodList->removeObjectAtIndex _NSKVORemoveObjectAtIndexAndNotify
replace methodList->removeObjectsAtIndexes _NSKVORemoveObjectsAtIndexesAndNotify
replace methodList->replaceObjectAtIndex _NSKVOReplaceObjectAtIndexAndNotify
replace methodList->replaceObjectsAtIndexes _NSKVOReplaceObjectsAtIndexesAndNotify
}
//NSKeyValueOrderedSet
getterSet = __NSKeyValueMutableOrderedSetGetterForIsaAndKey(*info, keyPath);
if ([getterSet respondsToSelector:mutatingMethods]) {
mutatingMethods methodList = [getterSet mutatingMethods];
replace methodList->insertObjectAtIndex _NSKVOInsertObjectAtIndexAndNotify
replace methodList->insertObjectsAtIndexes _NSKVOInsertObjectsAtIndexesAndNotify
replace methodList->removeObjectAtIndex _NSKVORemoveObjectAtIndexAndNotify
replace methodList->removeObjectsAtIndexes _NSKVORemoveObjectsAtIndexesAndNotify
replace methodList->replaceObjectAtIndex _NSKVOReplaceObjectAtIndexAndNotify
replace methodList->replaceObjectsAtIndexes _NSKVOReplaceObjectsAtIndexesAndNotify
}
//NSKeyValueSet
getterSet = __NSKeyValueMutableSetGetterForClassAndKey(*info, keyPath);
if ([getterSet respondsToSelector:mutatingMethods]) {
mutatingMethods methodList = [getterSet mutatingMethods];
replace methodList->addObject _NSKVOAddObjectAndNotify
replace methodList->intersectSet _NSKVOIntersectSetAndNotify
replace methodList->minusSet _NSKVOMinusSetAndNotify
replace methodList->removeObject _NSKVORemoveObjectAndNotify
replace methodList->unionSet _NSKVOUnionSetAndNotify
}
//改变新类的方法缓存
__NSKeyValueInvalidateCachedMutatorsForIsaAndKey(*(info + 0x8), keyPath);
return rax;
}
前面提到的都是一对一，那如果我想观察一对多的集合类呢？就是通过 KVC 中的 mutableArrayValueForKey: 返回一个代理集合，改变这些代理类的实现做到的。具体的例子之后会介绍。
创建新类
还有一个疑问就是替换的类是怎么创建的？具体方法在 __NSKVONotifyingEnableForInfoAndKey 中实现。
//伪代码，仅供理解
int __NSKVONotifyingCreateInfoWithOriginalClass(Class cls) {
//拼接新名字
const char *name = class_getName(cls);
int length = strlen(r12) + 0x10;//16是NSKVONotifying_的长度
char *newName = malloc(length);
__strlcpy_chk(newName, "NSKVONotifying_", length, -1);
__strlcat_chk(newName, name, length, -1);
//生成一个继承原类的新类
Class newCls = objc_allocateClassPair(cls, newName, 0x68);
free(newName);
if (newCls != NULL) {
objc_registerClassPair(newCls);
//获取额外的实例变量表
void *indexedIvars = object_getIndexedIvars(newCls);
*indexedIvars = cls; //记录原isa
*(indexedIvars + 0x8) = newCls; //记录新isa
//新建一个集合，保存观察的keyPath
*(indexedIvars + 0x10) = CFSetCreateMutable(0x0, 0x0, _kCFCopyStringSetCallBacks);
//新建一个字典，保存改变过的SEL
*(indexedIvars + 0x18) = CFDictionaryCreateMutable(0x0, 0x0, 0x0,
_kCFTypeDictionaryValueCallBacks);
//新建一个线程锁
pthread_mutexattr_init(var_38);
pthread_mutexattr_settype(var_38, 0x2);
pthread_mutex_init(indexedIvars + 0x20, var_38);
pthread_mutexattr_destroy(var_38);
//获取NSObject类默认的实现
if (*__NSKVONotifyingCreateInfoWithOriginalClass.NSObjectIMPLookupOnce == NULL) {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
*__NSKVONotifyingCreateInfoWithOriginalClass.NSObjectWillChange =
class_getMethodImplementation([NSObject class],
@selector(willChangeValueForKey:));
*__NSKVONotifyingCreateInfoWithOriginalClass.NSObjectDidChange =
class_getMethodImplementation([NSObject class],
@selector(didChangeValueForKey:));
});
}
//设置是否替换过ChangeValue方法的flag
BOOL isChangedImp = YES;
if (class_getMethodImplementation(cls, @selector(willChangeValueForKey:)) ==
*__NSKVONotifyingCreateInfoWithOriginalClass.NSObjectWillChange) {
BOOL isChangedDidImp =
class_getMethodImplementation(cls, @selector(didChangeValueForKey:))
!=
*__NSKVONotifyingCreateInfoWithOriginalClass.NSObjectDidChange;
isChangedImp = isChangedDidImp ? YES : NO;
}
*(int8_t *)(indexedIvars + 0x60) = isChangedImp;
//使用KVO的实现替换原类方法
_NSKVONotifyingSetMethodImplementation(indexedIvars, @selector(_isKVOA),
_NSKVOIsAutonotifying, false/*是否需要保存SEL到字典*/);
_NSKVONotifyingSetMethodImplementation(indexedIvars, @selector(dealloc),
_NSKVODeallocate, false);
_NSKVONotifyingSetMethodImplementation(indexedIvars, @selector(class),
_NSKVOClass, false);
}
return newCls;
}
建立关系
还有一种情况就是观察的属性依赖于多个关系，比如 color 可能依赖于 r g b a，其中任何一个改变，都需要通知 color 的变化。
建立关系的方法是
+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingValueForKey:(NSString *)key
或 + (NSSet *)keyPathsForValuesAffecting<key>
返回依赖键值的字符串集合
//伪代码
+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingValueForKey:(NSString *)key {
char *str = "keyPathsForValuesAffecting" + key;
SEL sel = sel_registerName(str);
Method method = class_getClassMethod(self, sel);
if (method != NULL) {
result = method_invoke(self, method);
} else {
result = [self _keysForValuesAffectingValueForKey:key];
}
return result;
}
还记得之前在 _addObserver 方法中有这段代码吗？
//属性添加后递归添加关联属性
[property object:self didAddObservance:newInfo recurse:true];
其中 NSKeyValueProperty 也是一个类簇，具体分为 NSKeyValueProperty NSKeyValueComputedProperty NSKeyValueUnnestedProperty NSKeyValueNestedProperty，从名字也看出 NSKeyValueNestedProperty 是指嵌套子属性的属性类，那我们观察下他的实现。
//伪代码
- (void)object:(id)obj didAddObservance:(id)info recurse:(BOOL)isRecurse {
if (self->_isAllowedToResultInForwarding != nil) {
//获得关系键
relateObj = [obj valueForKey:self->_relationshipKey];
//注册所有关系通知
[relateObj addObserver:info
forKeyPath:self->_keyPathFromRelatedObject
options:info->options
context:nil];
}
//再往下递归
[self->_relationshipProperty object:obj didAddObservance:info recurse:isRecurse];
}
至此，实现的大致整体轮廓比较了解了，下面会讲一下怎么把原理运用到实际。
应用原理
手动触发
当 +(BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key 返回是 YES，那么注册的这个 Key 就会替换对应的 Setter ，从而在改变的时候调用 -(void)willChangeValueForKey:(NSString *)key 与 -(void)didChangeValueForKey:(NSString *)key 发送通知给观察者。
那么只要把自动通知设为 NO，并代码实现这两个通知方法，就可以达到手动触发的要求。
+ (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key {
if ([key isEqualToString:@"object"]) {
return false;
}
return [super automaticallyNotifiesObserversForKey:key];
}
- (void)setObject:(NSObject *)object {
if (object != _object) {
[self willChangeValueForKey:@"object"];
_object = object;
[self didChangeValueForKey:@"object"];
}
}
如果操作的是之前提到的集合对象，那么实现的方法就需要变为
- (void)willChange:(NSKeyValueChange)changeKind
valuesAtIndexes:(NSIndexSet *)indexes
forKey:(NSString *)key;
- (void)didChange:(NSKeyValueChange)changeKind
valuesAtIndexes:(NSIndexSet *)indexes
forKey:(NSString *)key;
- (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key
withSetMutation:(NSKeyValueSetMutationKind)mutationKind
usingObjects:(NSSet *)objects;
- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key
withSetMutation:(NSKeyValueSetMutationKind)mutationKind
usingObjects:(NSSet *)objects;
依赖键观察
之前也有提过构建依赖关系的方法，具体操作如下
+ (NSSet<NSString *> *)keyPathsForValuesAffectingValueForKey:(NSString *)key {
if ([key isEqualToString:@"color"]) {
return [NSSet setWithObjects:@"r",@"g",@"b",@"a",nil];
}
return [super keyPathsForValuesAffectingValueForKey:key];
}
//建议使用静态指针地址作为上下文区分不同的观察
static void * const kColorContext = (void*)&kColorContext;
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
[self addObserver:self forKeyPath:@"color"
options:NSKeyValueObservingOptionNew
context:kColorContext];
self.r = 133;
}
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath
ofObject:(id)object
change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change
context:(void *)context {
if (context == kColorContext) {
NSLog(@"%@", keyPath);
//outprint --> color
}
}
可变数组与集合
不可变的数组与集合由于内部结构固定，所以只能通过观察容器类内存地址来判断是否变化，也就是 NSKeyValueChangeSetting。
集合和数组的观察都很类似，我们先关注如果要观察可变数组内部插入移除的变化呢？
先了解一下集合代理方法，- (NSMutableArray *)mutableArrayValueForKey:，这是一个 KVC 方法，能够返回一个可供观察的 NSKeyValueArray 对象。
根据苹果注释，其搜索顺序如下
1.搜索是否实现最少一个插入与一个删除方法
-insertObject:in<Key>AtIndex:
-removeObjectFrom<Key>AtIndex:
-insert<Key>:atIndexes:
-remove<Key>AtIndexes:
2.否则搜索是否有 set<Key>: 方法，有的话每次都把修改数组重新赋值回原属性。
3.否则检查 + (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly，如果是YES，就查找成员变量_<key> or <key>，此后所有的操作针对代理都转接给成员变量执行。
4.最后进入保护方法valueForUndefinedKey:
第一种方法
- (void)insertObject:(NSObject *)object inDataArrayAtIndex:(NSUInteger)index {
[_dataArray insertObject:object atIndex:index];
}
- (void)removeObjectFromDataArrayAtIndex:(NSUInteger)index {
[_dataArray removeObjectAtIndex:index];
}
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
_dataArray = @[].mutableCopy;
[self addObserver:self forKeyPath:@"dataArray"
options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld |
NSKeyValueObservingOptionPrior context:nil];
[self insertObject:@1 inDataArrayAtIndex:0];
}
通过实现了insert与remove方法，使得代理数组能够正常运作数组变量，KVO 观察了代理数组的这两个方法，发出了我们需要的通知。
这种方式使用了第一步搜索，比较容易理解，缺点是改动的代码比较多，改动数组必须通过自定义方法。
第二种方法
@property (nonatomic, strong, readonly) NSMutableArray *dataArray;
@synthesize dataArray = _dataArray;
- (NSMutableArray *)dataArray {
return [self mutableArrayValueForKey:@"dataArray"];
}
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
_dataArray = @[].mutableCopy;
[self addObserver:self forKeyPath:@"dataArray"
options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld |
NSKeyValueObservingOptionPrior context:nil];
[self.dataArray addObject:@1];
}
这种方式相对来说更简洁，修改数组的方法与平时一致，比较适合使用。
下面说一下原理，首先我们没有实现对应的insert与remove方法，其次readonly属性也没有set<key>:方法，但我们实现了 @synthesize dataArray = _dataArray; 所以根据第三步对代理数组的操作都会实际操作到实例变量中。
然后重载了 dataArray 的 Getter 方法，保证了修改数组时必须调用主体是self.dataArray，也就是代理数组，从而发送通知。
问答
KVO的底层实现？
KVO 就是通过 Runtime 替换被观察类的 Setter 实现，从而在发生改变时发起通知。
如何取消系统默认的KVO并手动触发（给KVO的触发设定条件：改变的值符合某个条件时再触发KVO）？
通过设置 automaticallyNotifiesObserversForKey 为 False 实现取消自动触发。
符合条件再触发可以这么实现。
- (void)setObject:(NSObject *)object {
if (object == _object) return;
BOOL needNotify = [object isKindOfClass:[NSString class]];
if (needNotify) {
[self willChangeValueForKey:@"object"];
}
_object = object;
if (needNotify) {
[self didChangeValueForKey:@"object"];
}
}
总结
由于对汇编语言、反编译工具、objc4开源代码的不熟悉，这篇文章写了一周时间，结构也有点混乱。
所幸还是理顺了整体结构，在整理的过程中学会了很多很多。
由于才疏学浅，其中对汇编和源码的解释难免出错，还望大佬多多指教！
资料分享
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一.简介 1.KVC简介 2.KVO简介 二.KVC相关技术 1.Key和Key Path 2.点语法和KVC 3.一对多关系(To-Many)中的集合访问器方法 4.键值验证(Key-Value V ...
- kvo原理概述
kvo概述 kvo,全称Key-Value Observing,它提供了一种方法,当对象某个属性发生改变时,允许监听该属性值变化的对象可以接受到通知,然后通过kvo的方法响应一些操作. kvo实现原理 ...
- 【转】 KVC/KVO原理详解及编程指南
原文地址:http://blog.csdn.net/wzzvictory/article/details/9674431 前言: 1.本文基本不讲KVC/KVO的用法,只结合网上的资料说说对这种技术的 ...
- 转：KVC/KVO原理详解及编程指南
作者:wangzz 原文地址:http://blog.csdn.net/wzzvictory/article/details/9674431 转载请注明出处 如果觉得文章对你有所帮助,请通过留言或 ...
- KVC 和 KVO
KVC 键值编码 全称是Key-value coding,翻译成键值编码.它提供了一种使用字符串而不是访问器方法去访问一个对象实例变量的机制. 1.通过key(成员变量的名称)设置 ...
- iOS开发——UI基础-KVO
KVO == Key Value Observing 作用: 可以监听某个对象属性的改变 一.使用KVO Person *p = [Person new]; p.name = @"chg&q ...
- KVO讲解
最近一直在写swift项目,没有时间更新自己的技术博客,以前在博客里面写过KVO的底层原理,今天我们来看一下KVO的整个使用过程和使用场景(附有demo),大约花大家10-15分钟时间,希望大家看完博 ...
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