14：属性/变量赋值的本质 & KVC流程

MarkDash
593 阅读5分钟

拓展：person.name = @"MD" 底层本质是什么？

  • 看过clang知道系统会为属性在编译时添加setter方法，使用=来赋值就相当于调用这个setter方法。它具体是怎么编译出来的呢？

    @interface LGPerson : NSObject

// 属性
@property (nonatomic, copy) NSString *name;

@end

本质的 setter方法 从何而来？

  • 编译后，可以从 ro 里取出对应的setter方法，断点调试看到，它来源于 objc底层 的这里（这里开一下上帝视角，跟汇编很繁琐的）

  • 这几个方法区分 atomic/nonatomic copy/notcopy，他们内部都调用下面这个 reallySetProperty:

  • reallySetProperty:，设置 newValue，释放 oldValue 等 常规操作

  • 为什么不是 clang 看到的简简单单的 setName ？ 答案：通用入口，需要考虑atomic/nonatomic copy/notcopy

系统如何走进 reallySetProperty通用入口

  • 说白了就是 我们写的 person.name = @"MD" 和 objc_setProperty_nonatomic_copy 之间有断层，objc源码 看不到，那么估计是 汇编、LLVM 或者 宏

使用 Visual Studio Code 查找 LLVM代码

  • LLVM源码，搜 objc_setProperty_nonatomic_copy，这个图没意思，下面那个有意思

  • 根据 atomic 和 copy 标示 来设置方法的名字

  • 最后 return CGM.CreateRuntimeFunction(FTy, name);

  • 回溯搜索

  • 回溯搜索

  • 也没啥好看的

结论

  • 编译时，LLVM 分析 @property (nonatomic, copy) NSString *name;，根据 nonatomic/copy 赋予它一个合适的 setter方法，这次是 objc_setProperty_nonatomic_copy

  • 运行时，person.name = @"MD" 时调起该 setter方法

KVC

成员属性和成员变量的KVC区别

  • setValue:forKey:时，成员属性name走objc_setProperty_nonatomic_copy，成员变量sex不走

  • 很正常，因为属性才在ro有getter/setter

    @interface LGPerson : NSObject {
    @public
    // 成员变量
    NSString *sex;
}

// 属性
@property (nonatomic, copy) NSString *name;

@end

    LGPerson *person = [[LGPerson alloc] init];
    
[person setValue:@"male" forKey:@"sex"];
[person setValue:@"Mark" forKey:@"name"];

  • 但sex也通过 KVC 成功赋值了，这是咋回事？

    -w268

猜测

  • 这个图也只是猜测

  • setValue:forKey:和前面的person.name = @"MD"一样，会在LLVM鬼鬼祟祟地做处理，很有可能调用了这个↓

    // 在汇编看到 msgSend，不一定直接是这个方法，但有可能 msgSend 的那个方法包含这个方法
object_setIvar(self , ivar, value);

    /** 
 * Sets the value of an instance variable in an object.
 * 
 * @param obj The object containing the instance variable whose value you want to set.
 * @param ivar The Ivar describing the instance variable whose value you want to set.
 * @param value The new value for the instance variable.
 * 
 * @note Instance variables with known memory management (such as ARC strong and weak)
 *  use that memory management. Instance variables with unknown memory management 
 *  are assigned as if they were unsafe_unretained.
 * @note \c object_setIvar is faster than \c object_setInstanceVariable if the Ivar
 *  for the instance variable is already known.
 */
OBJC_EXPORT void
object_setIvar(id _Nullable obj, Ivar _Nonnull ivar, id _Nullable value) 
    OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);

  • 注意：编译时系统会给成员属性创建getter/setter，所以接下来使用成员变量进行探索

根据文档验证 setValue:forKey: 流程

  1. 找对象方法：setSex:或_setSex:（必须有参数），并执行。↓确实可以，.h文件不声明也可以

    - (void)setSex:(NSString *)sex {
    NSLog(@"AAA%s",__func__);
}

- (void)_setSex:(NSString *)sex {
    NSLog(@"BBB%s",__func__);
}

    2020-03-24 09:05:17.352322+0800 objc-debug[8662:705820] AAA-[LGPerson setSex:]

  2. 如果找不到，且如果accessInstanceVariablesDirectly返回YES，则系统自行赋值给_sex，_isSex，sex或isSex。↓确实可以，把Person类的sex变量改成_isSex，明明 KVC 设 的是sex，结果_isSex被赋值了

    [person setValue:@"male" forKey:@"sex"];    // 赋值给 _isSex
NSLog(@"%@", person->_isSex);

    2020-03-23 23:18:18.125211+0800 objc-debug[8152:636122] male

    • 这应该是为了容错，防止人为加is或者运行时系统加_

  3. 如果上面2个情况都不满足，则调用setValue:forUndefinedKey:，默认会报异常，但NSObject的子类可能会重写该方法

    [person setValue:@"male" forKey:@"xxsex"];
    • 默认会报异常（不重写）

    2020-03-24 08:49:54.644587+0800 objc-debug[8625:696532] *** Terminating app due to uncaught exception 'NSUnknownKeyException', reason: '[<LGPerson 0x102d5a010> setValue:forUndefinedKey:]: this class is not key value coding-compliant for the key xxsex.'

    • 在Person.m重写
    - (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key {
    NSLog(@"value is: %@, key is: %@", value, key);
}

    2020-03-24 08:48:24.367977+0800 objc-debug[8597:694937] value is: male, key is: xxsex

根据文档验证 valueForKey: 流程

  1. 找对象方法：getSex，sex，isSex或者_sex，如果找到就赋值，然后跳转到第5步，否则进入下一步。确实可以↓，刻意用了isSex方法，.h文件不声明也可以

    - (void)isSex {
    NSLog(@"LLL%s",__func__);
}

    2020-03-24 09:27:06.501039+0800 objc-debug[8831:720436] LLL-[LGPerson isSex]

  2. 关于NSArray的，这次先不看

  3. 关于NSSet的，这次先不看

  4. 如果accessInstanceVariablesDirectly返回YES，则系统自行找成员变量_sex，_isSex，sex或isSex；如果能找到，则进行取值，然后进入下一步，否则跳转到第6步。↓确实可以，把Person类的sex变量改成isSex，明明 KVC 取 的是sex，结果能返回isSex的值

    @interface LGPerson : NSObject {
    @public
    // 成员变量
    NSString *isSex;
}

    [person setValue:@"male" forKey:@"sex"];    // 赋值给 isSex
NSLog(@"%@", [person valueForKey:@"sex"]);  // 取出 isSex

    2020-03-24 09:20:45.443098+0800 objc-debug[8788:716312] male

  5. 如果第1步或第4步顺利执行，会直接跳到这里。分3种情况：

    • 对象指针，则直接返回
    • 能被NSNumber支持的值类型，则存入并返回一个NSNumber对象
    • 不能被NSNumber支持的值类型，则转成NSValue对象并返回（PS：NSNumber是NSValue的子类）
    [person setValue:@18 forKey:@"age"];    // age是成员变量int
NSLog(@"%d", [[person valueForKey:@"age"] intValue]);    // NSNumber

    2020-03-24 09:56:39.050970+0800 objc-debug[8921:735692] 18

  6. 如果上面的情况都不满足，则调用valueForUndefinedKey:，默认会报异常，但NSObject的子类可能会重写该方法。上面setValue示范过了。

KVC 对一些特殊情况的处理

自动转换类型

// [person setValue:@18 forKey:@"age"];    // 正常情况
[person setValue:@"20" forKey:@"age"];     // 把 int 设值成 string
[[person valueForKey:@"age"] class];       // __NSCFNumber

设置空值

- (void)setNilValueForKey:(NSString *)key{
    NSLog(@"设 %@ 为空值",key);
}

  • setNilValueForKey:(推测)原意是为了对值类型容错，所以只对NSNumber和NSValue生效，如果对一个String类型的name设为nil，不会走这个方法

设值找不到 Key

- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key{
    NSLog(@"设值，但没有这个key: %@ ",key);
}

取值找不到 Key

- (id)valueForUndefinedKey:(NSString *)key{
    NSLog(@"取值，但没有这个key: %@ ; 返回一个自定义的值",key);
    return @"自定义值";
}
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