更友好的KVO

前言

观察者模式是大家在开发过程中每个人都要使用的一种设计模式,在iOS的开发流程中,KVO则是这一开发模式的主要实践手段,观察一个属性,当属性值发生变化的就能能够拿到这个属性的新、老、初始化等行为事件,这种模式对于处理model反馈给Controller层是很实用的,在MVC和MVVM等设计模式中都是有着很广泛的应用。但是苹果提供的KVO的API没有那么的友好,在我们的使用中要写一大堆的代码,还需要在delloc的时候进行移除,这样对于工程代码来说,很明显就是一种“坏味”,问题就出现了,怎么解决这个KVO代码复杂的问题呢?Facebook的工程师给出了他们的方案->KVOController,这个方案很好的解决了上面说的问题,KVO变的非常好用,而且不用自己去移除,只能说太棒了。

KVOController分析

看一下这个库的文件有那些

  • KVOController.h
  • FBKVOController.h
  • NSObject+FBKVOController.h

文件只有三个,一个头文件、一个给NSObject快速生成KVOController文件、最后一个是具体的实现。只能用短小精悍来形容这个库,接着分析一下后两个文件。

NSObject+FBKVOController.h

这个里面运用了runtime里面的AssociatedObject技术,能够快速的生成FBKVOController,这里面分两种,一种是对object本身产生引用的,一种是对object本身不产生引用的,我们看一下代码上的区别:

// 两个不同的地方就是用了不同的初始化方法,在这个文件看来
// 就仅仅如此,具体的不同在另外的文件中去分析
- (FBKVOController *)KVOController
{
id controller = objc_getAssociatedObject(self, NSObjectKVOControllerKey); // lazily create the KVOController
if (nil == controller) {
controller = [FBKVOController controllerWithObserver:self];
self.KVOController = controller;
} return controller;
} - (FBKVOController *)KVOControllerNonRetaining
{
id controller = objc_getAssociatedObject(self, NSObjectKVOControllerNonRetainingKey); if (nil == controller) {
// 不同点就是这里,使用不同的初始化方法
controller = [[FBKVOController alloc] initWithObserver:self retainObserved:NO];
self.KVOControllerNonRetaining = controller;
} return controller;
}

这就是这个文件的所有的内容了,另外关于AssociatedObject技术的,这次不做解释

FBKVOController.h

提供了对开发者调用的API,使用这个库,基本上都是这个这个文件打交道,那么看一下为什么这个库这么好用,具体的实现是怎么样的。

那么我们来看一下,为什么用户使用FBKVOController来处理添加了一个观察的路径,这个路径就能和系统的一样给我们提供观察回调呢?以最常用的

- (void)observe:(nullable id)object keyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options block:(FBKVONotificationBlock)block;

为入口,来进行分析。

- (void)observe:(nullable id)object keyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options block:(FBKVONotificationBlock)block
{
NSAssert(0 != keyPath.length && NULL != block, @"missing required parameters observe:%@ keyPath:%@ block:%p", object, keyPath, block);
if (nil == object || 0 == keyPath.length || NULL == block) {
return;
} // create info
_FBKVOInfo *info = [[_FBKVOInfo alloc] initWithController:self keyPath:keyPath options:options block:block]; // observe object with info
[self _observe:object info:info];
}

这个代码看到的的是,发现添加观察路径的时候,主要是生成了一个叫_FBKVOInfo的东西,然后又调用[self _observe:object info:info];这个方法,就能完成功能了。先看一下_FBKVOInfo:

- (instancetype)initWithController:(FBKVOController *)controller
keyPath:(NSString *)keyPath
options:(NSKeyValueObservingOptions)options
block:(nullable FBKVONotificationBlock)block
action:(nullable SEL)action
context:(nullable void *)context
{
self = [super init];
if (nil != self) {
_controller = controller;
_block = [block copy];
_keyPath = [keyPath copy];
_options = options;
_action = action;
_context = context; // 用于额外信息的传递,不用过度纠结
}
return self;
}

这个里面记录了观察者、路径、时间处理的block和action以及NSKeyValueObservingOptions和一个context,主要就是信息记录的一个类,需要注意的是_controller是一个弱引用,不会产生循环引用,这个类也就是这个功能,很简单。

接着看一下[self _observe:object info:info]这个方法

- (void)_observe:(id)object info:(_FBKVOInfo *)info
{
// lock
OSSpinLockLock(&_lock); NSMutableSet *infos = [_objectInfosMap objectForKey:object]; // check for info existence
_FBKVOInfo *existingInfo = [infos member:info];
if (nil != existingInfo) {
// observation info already exists; do not observe it again // unlock and return
OSSpinLockUnlock(&_lock);
return;
} // lazilly create set of infos
if (nil == infos) {
infos = [NSMutableSet set];
[_objectInfosMap setObject:infos forKey:object];
} // add info and oberver
[infos addObject:info]; // unlock prior to callout
OSSpinLockUnlock(&_lock); [[_FBKVOSharedController sharedController] observe:object info:info];
}

首先看到的是给一个NSMapTable加锁,保证数据读写安全,然后去用object作为key去获取一个_FBKVOInfo的集合,然后判断这个_FBKVOInfo是否已经集合中存在,此处需要注意的是_FBKVOInfo重写了equial方法,如果不是,就把这个_FBKVOInfo添加到集合中去,然后开锁,这里要提到,此处为什么要使用NSMapTable,一个重要的愿意是用NSMapTable能够以弱引用的方式存储值,这一点在常见的字典和数值中都做不到的(http://www.tuicool.com/articles/NRJNJjr)。最后,调用

[[_FBKVOSharedController sharedController] observe:object info:info];继续去完成观察的绑定。那接下来就看这个方法:


- (void)observe:(id)object info:(nullable _FBKVOInfo *)info
{
if (nil == info) {
return;
} // register info
OSSpinLockLock(&_lock);
[_infos addObject:info];
OSSpinLockUnlock(&_lock); // add observer
[object addObserver:self forKeyPath:info->_keyPath options:info->_options context:(void *)info]; if (info->_state == _FBKVOInfoStateInitial) {
info->_state = _FBKVOInfoStateObserving;
} else if (info->_state == _FBKVOInfoStateNotObserving) {
// this could happen when `NSKeyValueObservingOptionInitial` is one of the NSKeyValueObservingOptions,
// and the observer is unregistered within the callback block.
// at this time the object has been registered as an observer (in Foundation KVO),
// so we can safely unobserve it.
[object removeObserver:self forKeyPath:info->_keyPath context:(void *)info];
}
}

这里吧info添加到_infos这个NSHashTable(key是weak的)对象中去,然后执行真长的添加观察者的操作,可以看到,在这个FBKVO里面所有的观察的都是在这个_FBKVOSharedController单例里面完成的,如果info里面是不观察,就移除掉这个keypath,另外context:(void *)info这点需要注意,直接关系到回调的执行。最后就是执行的代码了:

- (void)observeValueForKeyPath:(nullable NSString *)keyPath
ofObject:(nullable id)object
change:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)change
context:(nullable void *)context
{
NSAssert(context, @"missing context keyPath:%@ object:%@ change:%@", keyPath, object, change); _FBKVOInfo *info; {
// lookup context in registered infos, taking out a strong reference only if it exists
OSSpinLockLock(&_lock);
info = [_infos member:(__bridge id)context];
OSSpinLockUnlock(&_lock);
} if (nil != info) { // take strong reference to controller
FBKVOController *controller = info->_controller;
if (nil != controller) { // take strong reference to observer
id observer = controller.observer;
if (nil != observer) { // dispatch custom block or action, fall back to default action
if (info->_block) {
info->_block(observer, object, change);
} else if (info->_action) {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Warc-performSelector-leaks"
[observer performSelector:info->_action withObject:change withObject:object];
#pragma clang diagnostic pop
} else {
[observer observeValueForKeyPath:keyPath ofObject:object change:change context:info->_context];
}
}
}
}
}

很简单,就是拿到info的信息,根据里面记录的变量的值来进行处理回调等事件,到这里一个完整的观察流程就完成了,要说明的是,这个单例会存在在内存中,KVOController会管理自己管理添加进去的key,在释放的会unobserveAll,也就是把自己添加到单例里面的全部取出来。至于如何去除观察,原理是同样的。

总结一下

这个库代码很简单,里面很能体现作者在内存方面的考虑,防止内存引用循环,另外,当初里面会有个单例在里面是我没有想到的,这个单例能让所有的观察都在同一地方,对代码的控制是相当的有功力,我相信简化KVO的思路大家都有过,但是真的把这个东西能完美的做出来,还是需要花费挺大的心思。真的很感谢这些开源代码的贡献者,由衷的敬佩。

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