iOS底层原理 - KVO

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问题:

  • iOS用什么方式实现对一个对象的KVO?(KVO的本质是什么?)
  • 如何手动触发KVO?

一.基本使用

概念:KVO的全称是Key-Value Observing,俗称“键值监听”,可以用于监听某个对象属性值的改变。

#import "JRPerson.h"

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, strong) JRPerson *person;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 创建一个Person对象,将person对象的age属性赋值28
    self.person = [[JRPerson alloc] init];
    self.person.age = 28;
    
    // 监听person对象的age属性的变化
    NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionOld | NSKeyValueObservingOptionNew;
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil];
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    // 修改person对象的age属性的值
    self.person.age = 18;
}

// 当监听到对象的属性值发生改变时就会调用该方法
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    NSLog(@"监听到%@的%@属性发生改变 -> %@", object, keyPath, change);
}

- (void)dealloc {
    // 移除监听
    [self.person removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}

@end

上面代码输出结果如下图所示:


一.KVO的本质分析

我们创建两个person对象(person1、person2),分别对age属性赋值,然后通过KVO监听person1对象的age属性的变化,通过touchBegan方法,修改两个person对象的age属性值。然后打印两个person对象的isa指针,如下图:

未使用KVO监听的对象

使用了KVO监听的对象

NSKVONotifying_JRPerson是runtime动态创建出来的JRPerson类的子类。

我们调用person1对象的setAge:方法其实是调用了NSKVONotifying_JRPerson类的setAge:方法,该方法的内部是调用了Foundation框架中的_NSSetIntValueAndNotify()函数的实现,该函数的实现可以参考以下伪代码:

- (void)setAge:(int)age {
    _NSSetIntValueAndNotify();
}

void _NSSetIntValueAndNotify() {
    [self willChangeValueForKey:@"age"];
    [super setAge:age];
    [self didChangeValueForKey:@"age"];
}

- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key {
    // 通知监听器,**属性发生了改变
    [observe observeValueForKeyPath:key ofObject:self change:nil context:nil];
}

通过在self.person添加对age属性的监听(addObserve)之前打印该对象所属的类【objc_getClass(self.person1)】,和添加监听之后打印该对象所属的类,我们发现,在添加监听之前,self.person1所属JRPerson类,添加监听之后,self.person1所属NSKVONotifying_JRPerson类。

同理,我们在添加监听的前后,打印person1和person2的setAge:方法的实现地址值,可以看出,person1前后的地址值不同,person2前后的地址值相同。

[self.person1 methodForSelector:@selector(setAge:)];
[self.person2 methodForSelector:@selector(setAge:)];

我们通过lldb调试,通过方法的地址查找对应方法的实现可以看出,添加了监听的person1对象调用setAge:方法,实际上是调用了Foundation框架的_NSSeetIntValueAndNotify函数

我们通过打印,添加监听之后,person1,person2的类对象和元类对象发现,添加监听的person1的类对象是NSKVONotifying_JRPerson,其元类对象也是NSKVONotifying_JRPerson

注意: 通过object_getClass函数拿到的才是isa真正指向的类。


二._NSSet*ValueAndNotify函数的内部实现

  • 调用 [self willChangeValueForKey:xxx];
  • 调用原来的(父类)Setter的实现,真正达到修改成员变量的目的
  • 调用 [self didChangeValueForKey:xxx];
    • didChangeValueForKey内部会调用 observer的 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法

三.总结

上面两个问题的答案:

  • 问题一:
    • 利用runtimeAPI动态特性生成一个子类,并且让instance对象的isa指向这个子类
    • 当修改instance对象的属性时,会调用Foundation的_NSSetxxxValueAndNotify函数
      • willChangeValueForKey:
      • 父类原来的Setter方法
      • didChangeValueForKey:
        • 内部触发监听器(observer)的监听方法:observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:
  • 问题二:
    • 手动调用willChangeValueForKey和didChangeValueForKey方法来触发observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法。