浅谈KVO

简介

KVO，Key-Value Observing，键值观察，是一种机制，允许成为其他对象的观察者，当被观察对象的某个被观察的属性发生改变时，注册的观察者便能得到通知。 机制很简单，就比如在某宝买东西，添加了这个东西的价格变化的通知，每次价格发生变化，某宝就会发个通知告诉我，这个机制就类似 KVO。

使用方法

基本使用

有几个基本的方法：添加监听、移除监听和值改变时的回调方法。

// 添加监听
- (void)addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context;

// 移除监听
- (void)removeObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath context:(nullable void *)context API_AVAILABLE(macos(10.7), ios(5.0), watchos(2.0), tvos(9.0));

// 值改变时通知
- (void)observeValueForKeyPath:(nullable NSString *)keyPath ofObject:(nullable id)object change:(nullable NSDictionary<NSKeyValueChangeKey, id> *)change context:(nullable void *)context;

使用也很简单，就是先监听某个属性（通过 keyPath 的方式），然后实现 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context方法来拿到对应属性的变化，最后记得移除监听即可。

举个栗子。

@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@end

有个 Person 的类，它有个属性是 name，下面我们来监听这个 name。 这是我的 KVOTestViewController：

@interface KvoTestViewController ()
@property (nonatomic, strong) Person *person;
@end

@implementation KvoTestViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.person = [[Person alloc] init];
    
    NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
    // 添加监听
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:options context:nil];
}

// 监听改变
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    NSLog(@"监听到%@的%@属性改变了 - %@ - %@", object, keyPath, change, context);
}

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

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    // 触发值改变
    self.person.name = @"xiaoming";
}

@end

这样就是一个简单的监听流程了。

进阶使用

观察属性.属性的变化

比如这个 Person 还有个 Dog：

@interface Dog : NSObject
@property (nonatomic, assign) NSInteger age;
@end

@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, strong) Dog *dog;
@end

监听狗子的年龄：

- (void)viewDidLoad {
    self.person.dog = [[Dog alloc] init];
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"dog.age" options:options context:nil];
}

其实就是 keyPath 使用 dog.age 就可以了。

观察数组的改变

比如这个 Person 还有很多辆 Car：

@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray<NSString *> *cars;
@end

一样的监听：

[self.person addObserver:self forKeyPath:@"cars" options:options context:nil];

但是数组改变的时候，不是直接使用 addObject: 方法，而是改成：

// 添加
[[self.p1 mutableArrayValueForKey:@"cars"] addObject:@"wuling"];
// 移除
// [[self.p1 mutableArrayValueForKey:@"cars"] removeObject:@"wuling"];

一个观察者观察多个属性的变化

一个 Person 的 name 由 firstName 和 lastName 组成，所以当 firstName 和 lastName 改变的时候，我们都需要告诉监听者，name 发生了改变。

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, copy) NSString *firstName;
@property (nonatomic, copy) NSString *lastName;

@end

// 在 Person 中加入以下类方法
+ (NSSet<NSString *> *)keyPathsForValuesAffectingName {
    NSSet *keyPaths = [NSSet setWithArray:@[@"firstName", @"lastName"]];
    return keyPaths;
}

这样在 firstName 或者 lastName 发生改变时，就可以监听到属性变化。

关闭自动触发

正常情况下，每次改变监听的值，都会触发通知，但是有些场景下并不需要每次都进行通知，此时可以通过重载方法来实现：

@implementation Person

// 对所有的都关闭
//+ (BOOL)automaticallyNotifiesObserversOfAge {
//    return NO;
//}

// 关闭指定key的通知
+ (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key {
    if ([key isEqualToString:@"name"]) {
        return NO;
    }
    return YES;
}

@end

这样在 name 发生改变时，就不会触发 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context 方法。

原理

假设有一个类 Person，为 Person 中的 name 属性添加观察者，那么 runtime 会为我们做以下事情：

1. 动态生成一个子类 NSKVONotifying_Person，并且让 Person 对象的 isa 指向这个全新的子类，这个子类的命名规则就是 NSKVONotifying_XXX。
2. 当修改对象的属性时，会在 NSKVONotifying_Person 中调用 Foundation 的 _NSSetXXXValueAndNotify 函数。
3. 在 _NSSetXXXValueAndNotify 函数中依次调用：
   1. 调用 willChangeValueForKey
   2. 父类原来的 setter
   3. 调用 didChangeValueForKey，didChangeValueForKey 内部会触发监听器（Observer）的监听方法（observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:）

简单来说就是生成了一个新的类，重载被监听的属性的 setter 方法，在重载的 setter 方法中，调用发送通知的方法，这些是被隐藏在 runtime 之中的。

实际运用

这个特性可以用来监听一些封装类的属性变化。 我们项目中有一个封装的性能检测类 DMRecorder，有个属性是 @property (nonatomic, assign, readonly) NSInteger fps;，并且没有暴露 fps 改变的回调方法，此时我们可以通过 KVO 的方法进行监听：

[[DMRecorder shareInstance] addObserver:self forKeyPath:@"fps" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];

还有一些常规的操作，比如模型的数据变化时，通知 UI 来进行刷新，就不列举了。

特点

KVO 是一种通信的机制，在 OC 中，有几种常规的通信方式，delegate、block、通知，还有 KVO。另外几种通信方式我们不提，就 KVO 来说，它是一个对象能观察另一个对象属性的值，这是一个对象与另外一个对象保持同步的一种方法，但它只能对属性做出反应。

优点：

1. 提供一个简单的方法来实现两个对象的同步
2. 能对非我们创建的对象做出反应
3. 能够提供观察的属性的最新值和先前值
4. 用 keyPaths 来观察属性，因此也可以观察嵌套对象

缺点：

1. 观察的属性必须使用 string 来定义，因此编译器不会出现警告和检查
2. 对属性的重构将导致观察不可用
3. 复杂的 if 语句，因为所有观察的对象都是通过一个方法来拿到通知，所以观察的对象多的话，if 语句会很复杂。