KVO原理解析

KVO在我們項目開發中，經常被用到，但很少會被人關注，但如果面試一些大公司，針對KVO的面試題可能如下：

• 知道KVO嘛，底層是怎么實現的？
• 如何動態的生成一個類？

今天我們圍繞上面幾個問題，我們先看KVO底層實現原理，以及怎么自己寫一個KVO？

 

一、KVO

1. KVO定義

KVO：可以監聽一個對象的某個屬性是否發生了改變，或者通知其他對象的指定屬性發生了改變。

 

2.KVO實現

2.1 監聽某個對象的屬性

- (void)addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context;

 

2.2 實現協議

- (void)observeValueForKeyPath:(nullable NSString *)keyPath ofObject:(nullable id)object change:(nullable NSDictionary *)change context:(nullable void *)context;

 

2.3 移除監聽

- (void)removeObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath;

下面是一個簡單的演示：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
     
    self.person = [[ZJPerson alloc] init];
   
    [self.person setName:@"zhangsan"];
   
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];
     
}
 
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    [self.person setName:@"lisi"];
}
 
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context{
    NSLog(@"%@", change);
}
 
- (void)dealloc{
    [self.person removeObserver:self forKeyPath:@"name"];
}

運行結果

通過以上demo，我們來思考KVO為什么能監聽到屬性變化，底層又是怎么樣實現的呢？

 

3. KVO底層實現

KVO是通過isa-swizzling技術實現的。運行時根據原類創建一個中間類，這個中間類是原類的子類，並動態修改當前對象的isa指針指向中間類，並且將class 方法重寫，返回原類的class。蘋果建議通過class 實例方法來獲取對象類型。

在查看KVO底層實現，我們首先用runtime在添加監聽之前以及之后的類對象

NSLog(@"%@", object_getClass(self.person));
[self.person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];
NSLog(@"%@", object_getClass(self.person));

可以查看結果如下：

2018-05-19 22:48:18.726028+0800 KVO[33804:3059947] ZJPerson
2018-05-19 22:48:18.726535+0800 KVO[33804:3059947] NSKVONotifying_ZJPerson

通過上面發現，添加監聽之后，實例對象的類對象發生了改變，系統自動為我們動態添加了一個NSKVONotifying_+類名的類，改變屬性的值是通過setter方法進行實現，很明顯是系統已經動態生成了NSKVONotifying_ZJPerson類，並重寫了setter方法，新創建的NSKVONotifying_ZJPerson是ZJPerson的子類。所以不可以創建NSKVONotifying_ZJPerson類了，如果創建了NSKVONotifying_ZJPerson類，會報以下錯誤：

2018-05-19 22:56:32.223288+0800 KVO[33919:3068985] [general] KVO failed to allocate class pair for name NSKVONotifying_ZJPerson, automatic key-value observing will not work for this class

錯誤提示的是：創建NSKVONotifying_ZJPerson失敗。

 

那么問題又來了，重寫的setter方法內部又做了什么？我們再次利用runtime打印下面方法的實現。

通過上面發現，發現內部調用了Foundation框架的_NSSetObjectValueAndNotify方法，我們再次看看_NSSetObjectValueAndNotify內部的實現過程如下：

1. `-[NSObject(NSKeyValueObservingPrivate) _changeValueForKey:key:key:usingBlock:]:
2. -[NSObject(NSKeyValueObservingPrivate) _changeValueForKeys:count:maybeOldValuesDict:usingBlock:]:
3. [ZJPerson setName:];
4. `NSKeyValueDidChange:
5. `NSKeyValueNotifyObserver:
6. - (void)observeValueForKeyPath:ofObject:change:context

簡化成偽代碼如下：

1. 調用willChangeValueForKey：
2. 調用原來的setter實現
3. 調用didChangeValueForkey
4. didChangeValueForkey: 內部會調用observer的observeValueForKeyPath方法

- (void)setName:(NSString *)name{
    _NSSetObjectValueAndNotify();
}
 
void _NSSetObjectValueAndNotify {
 6     [self willChangeValueForKey:@"name"]; 7 [super setName:name]; 8 [self didChangeValueForKey:@"name"];  9 }
 
- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key{
    [observe observeValueForKeyPath:key ofObject:self change:nil context:nil];
}

 

拓展1

1. 子類會重寫父類的set、class、dealloc、_isKVOA方法
2. 當觀察對象移除所有的監聽后，會將觀察對象的isa指向原來的類
3. 當觀察對象的監聽全部移除后，動態生成的類不會注銷，而是留在下次觀察時候再使用，避免反復創建中間子類

 

拓展2》〉》NSKVONotifying_ZJPerson內部重寫了方法？

利用runtime打印方法列表

unsigned int count;
Method *methods = class_copyMethodList(object_getClass(self.person), &count);
     
for (NSInteger index = 0; index < count; index++) {
   Method method = methods[index];
   
   NSString *methodStr = NSStringFromSelector(method_getName(method));
   
   NSLog(@"%@\n", methodStr);
}

打印結果

2018-05-20 08:57:07.883400+0800 KVO[35888:3218908] setName:
2018-05-20 08:57:07.883571+0800 KVO[35888:3218908] class
2018-05-20 08:57:07.883676+0800 KVO[35888:3218908] dealloc 2018-05-20 08:57:07.883793+0800 KVO[35888:3218908] _isKVOA

 發現除了重寫了setName: 還重寫了class dealloc _isKVOA等方法

調用class方法可能里面實現是：

- (Class) class {
    return [ZXYPerson class]
}

而不是NSKVONotifying_ZJPerson類，為了屏蔽了內部實現，隱藏了該類，如果想查看可以通過runtime的object_getClass()方法獲取真實運行時的情況

二、如何動態生成類

說到動態生成一個類，也就是利用了蘋果的runtime機制，下面我們來動態創建生成類。

2.1 創建類

Class customClass = objc_allocateClassPair([NSObject class], "ZJCustomClass", 0);

 

2.2 添加實例變量

// 添加實例變量
    class_addIvar(customClass, "age", sizeof(int), 0, "i");

 

2.3 添加方法，V@:表示方法的參數和返回值

    class_addMethod(customClass, @selector(hahahha), (IMP)hahahha, "V@:");

 

需要實現的方法：

void hahahha(id self, SEL _cmd)
{
    NSLog(@"hahahha====");
}
 
- (void)hahahha{
}

然后注冊到運行時環境

objc_registerClassPair(customClass);

 

下面是打印方法列表以及成員變量列表

#pragma mark - Util
 
- (NSString *)copyMethodsByClass:(Class)cls{
    unsigned int count;
    Method *methods = class_copyMethodList(cls, &count);
    
    NSString *methodStrs = @"";
     
    for (NSInteger index = 0; index < count; index++) {
        Method method = methods[index];
        
        NSString *methodStr = NSStringFromSelector(method_getName(method));
                
        methodStrs = [NSString stringWithFormat:@"%@ ", methodStr];
    }
    
    free(methods);
     
    return methodStrs;
}
 
- (NSString *)copyIvarsByClass:(Class)cls{
    unsigned int count;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList(cls, &count);
    
    NSMutableString *ivarStrs = [NSMutableString string];
     
    for (NSInteger index = 0; index < count; index++) {
        Ivar ivar = ivars[index];
        
        NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];  //獲取成員變量的名字
        
        NSString *ivarType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)]; //獲取成員變量的數據類型
        
        [ivarStrs appendString:@"\n"];
        [ivarStrs appendString:ivarName];
        [ivarStrs appendString:@"-"];
        [ivarStrs appendString:ivarType];
         
    }
     
    free(ivars);
   
    return ivarStrs;
}

 

 

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https://www.cnblogs.com/guohai-stronger/p/10272146.html

以上就是KVO的基本內容，希望通過本篇博客，大家對KVO原理以及基本使用有更深的了解！！！