iOS KVO详解

一、KVO 是什么？

KVO 是 Objective-C 对观察者设计模式的一种实现。【另外一种是：通知机制（notification），详情参考：iOS 趣谈设计模式——通知】；
KVO 提供一种机制，指定一个被观察对象(例如 A 类)，当对象某个属性(例如 A 中的字符串 name)发生更改时，对象会获得通知，并作出相应处理；【且不需要给被观察的对象添加任何额外代码，就能使用 KVO 机制】

在 MVC 设计架构下的项目，KVO 机制很适合实现 mode 模型和 view 视图之间的通讯。
例如：代码中，在模型类A创建属性数据，在控制器中创建观察者，一旦属性数据发生改变就收到观察者收到通知，通过 KVO 再在控制器使用回调方法处理实现视图 B 的更新；(本文中的应用就是这样的例子.)

二、实现原理？

KVO 在 Apple 中的 API 文档如下：

     Automatic key-value observing is implemented using a technique called
isa-swizzling… When an observer is registered for an attribute of an object the
isa pointer of the observed object is modified, pointing to an intermediate class
rather than at the true class …

KVO 的实现依赖于 Objective-C 强大的 Runtime，从以上 Apple 的文档可以看出苹果对于 KVO 机制的实现是一笔带过，而具体的细节没有过多的描述，但是我们可以通过 Runtime 的所提供的方法去探索【可参考：Runtime的几个小例子】，关于KVO 机制的底层实现原理。为此啊左从网上的一些关于 KVO 的资料总结了有关的内容：

基本的原理：

当观察某对象 A 时，KVO 机制动态创建一个对象A当前类的子类，并为这个新的子类重写了被观察属性 keyPath 的 setter 方法。setter 方法随后负责通知观察对象属性的改变状况。

深入剖析：

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。
（备注： isa 混写（isa-swizzling）isa：is a kind of ； swizzling：混合，搅合；）

①NSKVONotifying_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；
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。
（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。
—>我猜，这也是 KVO 回调机制，为什么都俗称KVO技术为黑魔法的原因之一吧：内部神秘、外观简洁。
②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 为子类的观察者属性重写调用存取方法的工作原理在代码中相当于：

-(void)setName:(NSString *)newName{
[self willChangeValueForKey:@"name"];    //KVO 在调用存取方法之前总调用
[super setValue:newName forKey:@"name"]; //调用父类的存取方法
[self didChangeValueForKey:@"name"];     //KVO 在调用存取方法之后总调用
}

三、特点：

观察者观察的是属性，只有遵循 KVO 变更属性值的方式才会执行 KVO 的回调方法，例如是否执行了 setter 方法、或者是否使用了 KVC 赋值。
如果赋值没有通过 setter 方法或者 KVC，而是直接修改属性对应的成员变量，例如：仅调用 _name = @"newName"，这时是不会触发 KVO 机制，更加不会调用回调方法的。
所以使用 KVO 机制的前提是遵循 KVO 的属性设置方式来变更属性值。

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[应用部分]

四、步骤

• 1.注册观察者，实施监听；
• 2.在回调方法中处理属性发生的变化；
• 3.移除观察者

五.实现方法（苹果 API 文档中的方法）：

A.注册观察者：

//第一个参数 observer：观察者 （这里观察self.myKVO对象的属性变化）
//第二个参数 keyPath： 被观察的属性名称(这里观察 self.myKVO 中 num 属性值的改变)
//第三个参数 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）
//第四个参数 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）
[self.myKVO addObserver:self forKeyPath:@"num" options:
NSKeyValueObservingOptionOld|NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];

B. 属性(keyPath)的值发生变化时，收到通知，调用以下方法:

//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<NSString *,id> *)change context:(void *)context
{
}

六、上代码~:

1.新建项目

UI界面设计如下：
第一个是便签，用于显示 num 数值，关联 ViewController 并命名为：label；
第二个是按钮，用于改变 num 的数值，关联 ViewController 并命名为：changeNum。

 

 

2.模型创建

【新建一个 File，选择 Cocoa Touch Class，命名为“myKVO”，记得选择Subclass of “NSObject”.】代码如下：

（myKVO.h）：

@interface myKVO : NSObject
@property (nonatomic,assign)int num; //属性设置为int类型的
num@end

（myKVO.m）：

#import "myKVO.h"
@implementation myKVO
@synthesize num;
@end

3.在 ViewController 中监听并响应属性改变。

（ViewController.h）：

#import <UIKit/UIKit.h>
@interface ViewController : UIViewController
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *label;//便签 label
- (IBAction)changeNum:(UIButton *)sender;           //按钮事件
@end

（ViewController.m）：

#import "ViewController.h"
#import "myKVO.h"
@interface ViewController ()
@property (nonatomic,strong)myKVO *myKVO;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad]; 

self.myKVO = [[myKVO alloc]init]; 

/*1.注册对象myKVO为被观察者: option中，
NSKeyValueObservingOptionOld 以字典的形式提供 “初始对象数据”;
NSKeyValueObservingOptionNew 以字典的形式提供 “更新后新的数据”; */
[self.myKVO addObserver:self forKeyPath:@"num" options:
NSKeyValueObservingOptionOld|NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
}

/* 2.只要object的keyPath属性发生变化，就会调用此回调方法，进行相应的处理：UI更新：*/
-(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object
change:(NSDictionary<NSString *,id> *)change context:(void *)context{

// 判断是否为self.myKVO的属性“num”:
if([keyPath isEqualToString:@"num"] && object == self.myKVO) {
// 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"]]; 

//change的使用：上文注册时，枚举为2个，因此可以提取change字典中的新、旧值的这两个方法
NSLog(@"\\noldnum:%@ newnum:%@",[change valueForKey:@"old"],
[change valueForKey:@"new"]);
}
}

/*KVO以及通知的注销，一般是在-(void)dealloc中编写。
至于很多小伙伴问为什么要在didReceiveMemoryWarning？因为这个例子是在书本上看到的，所以试着使用它的例子。
但小编还是推荐把注销行为放在-(void)dealloc中。(严肃脸