KVC实现原理

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KVC全称是Key Value Coding,定义在NSKeyValueCoding.h文件中。KVC提供了一种间接访问其属性方法或成员变量的机制,可以通过字符串来访问对应的属性方法或成员变量。关于KVC的实现主要依赖于其搜索规则。

搜索规则

在赋值过程中,我们会使用- (void)setValue:(id)value forKey:(NSString *)key或者(void)setValue:(id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;进行KVC的赋值操作。在取值过程中,我们会使用- (id)valueForKey:(NSString *)key;或者- (id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;

KVC在通过key或者keyPath进行操作的时候,可以查找属性方法、成员变量等,查找的时候可以兼容多种命名。具体的查找规则在KVC官方文档中可以找到。

KVC的实现主要依赖于settergetter方法,所以关于命名需要符合苹果的规范。另外在搜索过程中accessInstanceVariablesDirectly这个只读属性也起着重要的作用。这个属性表示是否允许读取实例变量的值,如果为YES则在KVC查找的过程中,从内存中读取属性实例变量的值,默认为YES。

赋值原理

setValue:forKey:为例,其内部实现主要有以下步骤:

  1. set<Key>:_set<Key>的顺序查找对应命名的setter方法,如果找到的话,调用这个方法并将值传进去(根据需要进行对象转换);

  2. 如果没有发现setter方法,但是accessInstanceVariablesDirectly类属性返回YES,则按_<key>_is<Key><key>is<Key>的顺序查找一个对应的实例变量。如果发现则将value赋值给实例变量;

  3. 如果没有发现setter方法或实例变量,则调用setValue:forUndefinedKey:方法,默认抛出一个异常,但是一个NSObject的子类可以提出合适的行为。

接着我们用代码进行相关的测试:

实验1:验证setter方法

// model1
@interface KVCTestModel1 : NSObject

@end

@implementation KVCTestModel1

- (void)setName:(NSString *)name {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

- (void)_setName:(NSString *)name {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@end

// model2
@interface KVCTestModel2 : NSObject

@end

@implementation KVCTestModel2

- (void)_setName:(NSString *)name {
    NSLog(@"%s", __func__);
}

@end

// model3
@interface KVCTestModel3 : NSObject

@end

@implementation KVCTestModel3

@end

// 调用
- (void)_testKVC {
    KVCTestModel1 *model1 = [[KVCTestModel1 alloc] init];
    [model1 setValue:@"Nero" forKey:@"name"];
    
    KVCTestModel2 *model2 = [[KVCTestModel2 alloc] init];
    [model2 setValue:@"Nero" forKey:@"name"];
    
    KVCTestModel3 *model3 = [[KVCTestModel3 alloc] init];
    [model3 setValue:@"Nero" forKey:@"name"];
}
复制代码

执行结果如下:

kvc_setter1

实验2:验证实例变量

// model1
@interface KVCTestModel1 : NSObject {
    NSString *_name;
    NSString *_isName;
    NSString *name;
    NSString *isName;
}

@end

// model2
@interface KVCTestModel2 : NSObject {
    NSString *_isName;
    NSString *name;
    NSString *isName;
}

@end

// model3
@interface KVCTestModel3 : NSObject {
    NSString *name;
    NSString *isName;
}

@end

// model4
@interface KVCTestModel4 : NSObject {
    NSString *isName;
}

@end

// 调用
- (void)_testKVC {
    self.kvcTestModel1 = [[KVCTestModel1 alloc] init];
    [self.kvcTestModel1 setValue:@"Nero" forKey:@"name"];
    
    self.kvcTestModel2 = [[KVCTestModel2 alloc] init];
    [self.kvcTestModel2 setValue:@"Nero" forKey:@"name"];

    self.kvcTestModel3 = [[KVCTestModel3 alloc] init];
    [self.kvcTestModel3 setValue:@"Nero" forKey:@"name"];

    self.kvcTestModel4 = [[KVCTestModel4 alloc] init];
    [self.kvcTestModel4 setValue:@"Nero" forKey:@"name"];
}
复制代码

执行结果如下:

kvc_setter2

另外如果设置accessInstanceVariablesDirectly返回为NO,即使有符合命名规范的实例变量名,KVC也无法赋值成功;setValue:forUndefinedKey:默认会抛出一个异常,你可以用重写这个方法用来拦截。

赋值原理流程图如下:

kvc_setter_process.jpg

取值原理

valueForKey:为例,其内部实现主要有以下几步:

  1. 通过getter方法搜索实例,以get<Key>, <key>, is<Key>, _<key>的顺序搜索符合规则的方法,如果有,就调用对应的方法;

  2. 如果没有发现简单getter方法,并且在类方法accessInstanceVariablesDirectly是返回YES的的情况下搜索一个名为_<key>_is<Key><key>is<Key>的实例;

  3. 如果返回值是一个对象指针,则直接返回这个结果;如果返回值是一个基础数据类型,但是这个基础数据类型是被NSNumber支持的,则存储为NSNumber并返回;如果返回值是一个不支持NSNumber的基础数据类型,则通过NSValue进行存储并返回;

  4. 在上述情况都失败的情况下调用valueForUndefinedKey:方法,默认抛出异常,但是子类可以重写此方法。

由于和前面的赋值原理实验相似,这里就不添加相关的验证代码了。另外valueForKey:返回的结果还可能是数组或者其他集合类型,所以在上面第1步和第2步之间还有一些其他的规则,这些规则用来判断是否是数组或者其他集合类型的规则,但是我觉得忽略这些规则跟整体流程理解冲突不大,所以就忽略掉了(具体的在官在KVC官方文档中可以找到。)。

补充:

面试题分析: KVC能否能够触发KVO

答案是肯定的。

测试代码如下:

@interface KVCTestModel1 : NSObject {
    @public
    NSString *_name;
}

@end

@implementation KVCTestModel1

@end

// 测试代码
KVCTestModel1 *model1 = [[KVCTestModel1 alloc] init];
[model1 addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];

// 直接修改成员变量
model1 -> _name = @"Nero1";
NSLog(@"%@", [model1 valueForKey:@"name"]);

// 手动触发KVO
[model1 willChangeValueForKey:@"name"];
model1 -> _name = @"Nero2";
[model1 didChangeValueForKey:@"name"];
NSLog(@"%@", [model1 valueForKey:@"name"]);

// KVC赋值
[model1 setValue:@"Nero3" forKeyPath:@"name"];
NSLog(@"%@", [model1 valueForKey:@"name"]);

[model1 removeObserver:self forKeyPath:@"name"];
复制代码

打印结果:

通过上面的代码我们可以认为,在以KVC的方式对变量进行赋值的时候,会判断该对象是否使用了KVO,如果是,则会触发KVO。

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iOS
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