OC - KVO实现原理

1.KVO简介

　　KVO是Objective-C对观察者设计模式的一种实现，它提供一种机制，指定一个被观察对象(如A类)，当对象中的某个属性发生变化的时候，对象就会接收到通知，并作出相应的处理。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；

2.实现原理

　　KVO的实现依赖于Objective-C强大的runtime，KVO的底层实现是监听setter方法。当观察某对象A时，KVO动态机制会动态创建一个A类的子类，并为这个新的子类重写父类的的setter方法。setter方法随后负责通知观察对象属性的变化。

3.深入理解

　　Apple使用了isa混写（isa-swizzling）来实现KVO,当观察对象A的时候（也就是调用对象A注册观察者的方法的时候），KVO机制会动态创建一个A的新的子类：NSKVONotifying_A的新，该类继承自对象A的本类。且KVO会为NSKVONotifying_A重写其父类的setter方法，setter方法会负责在调用原setter方法之前或之后，通知所有观察对象属性值的更改状况。

addobserver方法内部实现：

　　在这个方法中，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A类的子类-NSKVONotifying_A，来实现当前类属性值改变的监听。

　　isa指针的作用：每个对象都有一个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的是时候，isa指针会指向新的子类，那么这个对象就会变成新的子类的对象了。因此，该对象调用setter就会调用已经重写的setter了，从而激活键值通知机制。

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 didChangeValueForKey,在存取值的前后分别调用的方法。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。

4.自己实现KVO

首先创建一个NSObject的类扩展，.h文件中自定一个一个方法，由于目标是自定义实现KVO,所以只需要在系统添加观察者的方法名前面添加一个前缀，参数值不变。方法实现如下

- (void)CC_addObserver:(NSObject*)observer forKeyPath:(NSString*)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullablevoid*)context{

/*

1.自定义一个NSCCKVO_XXX子类

2.重写父类的setter，在内部恢复子类的做法，通知观察者

3.修改self的指针，指向新创建的NSCCKVO_XXX子类

*/

//动态生成一个类

NSString*oldClassName =NSStringFromClass([selfclass]);

NSString*newClassName = [@"NSCCKVO_"stringByAppendingString:oldClassName];

constchar* name= [newClassNameUTF8String];

//定义一个类

//参数1：继承的那个类参数2：类名称

Class ccClass=objc_allocateClassPair([selfclass], name,0);

//子类添加setter方法，以setName为例

class_addMethod(ccClass,@selector(setName:), (IMP)setName,"v@:@");

//注册这个类

objc_registerClassPair(ccClass);

//修改self的isa指针

object_setClass(self, ccClass);

//绑定observer到self对象中，将观察者绑定当前对象

objc_setAssociatedObject(self, (__bridgeconstvoid*)@"objc", observer,OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);

}

voidsetName(idself,SEL_cmd,NSString*newName){

//调用父类的sett方法

Class superClass =class_getSuperclass([selfclass]);

//改变isa指针。为父类，调用set方法

object_setClass(self, superClass);

objc_msgSend(self,@selector(setName:),newName);

//拿出观察者

idobserver =objc_getAssociatedObject(self, (__bridgeconstvoid*)@"objc");

//通知观察者

objc_msgSend(observer,@selector(observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:),@"name",self,@{@"new":newName},nil);

//改回子类类型

object_setClass(self, [selfclass]);

}

然后在ViewController导入NSObject的类扩展的头文件

Person*person = [[Personalloc]init];

_person= person;

//[person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];

// 这个方法就是刚才自己去实现的那个方法[personCC_addObserver:selfforKeyPath:@"name"options:NSKeyValueObservingOptionNewcontext:nil];

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

NSLog(@"%@的%@值变成了%@",object,keyPath,change[@"new"]);

}

此处，自己实现KVO就完成了。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。