KVO与KVC详解

KVO

什么是KVO

KVO全称Key Value Observing，是苹果提供的一套事件通知机制。

允许对象监听另一个对象特定属性的改变，并在改变时接收到事件。由于KVO的实现机制，只针对属性才会发生作用，一般继承自NSObject的对象都默认支持KVO。

KVO原理

在运行时创建一个原类的子类，有固定格式 NSKVONotifying_原类名称，将对象的isa指针指向新创建的类，重写 NSKVONotifying_原类名称 的-class方法，返回原类的Class.

为KVO类增加中间层

• 生成中间对象 NSKVONotifying_原类名称

1. 通过object_getClass得到的是生成的中间对象NSKVONotify_BFPerson，而不是BFPerson。

2. 要想获得该类真实的对象，需要通过class对象方法获取。上面提到了NSKVONotify_BFPerson重写了其class对象方法，返回的是BFPerson。

   

3. 动态添加的NSKVONotifying_类的类方法通过KVC实现

   

• 调用监听的属性设置方法

  1. 如setAge:，都会先调用NSKVONotify_BFPerson对应的属性设置方法。
  2. 调用非监听属性设置方法，如test，会通过NSKVONotify_BFPerson的superclass，找到BFPerson类对象，再调用其[BFPerson test]方法

• 小提示

  1. 使用object_setClass方法，使得原class指向中间层对象

KVO执行流程

中间类调用[Foundation _NSSetLongLongValueAndNotify]

触发线程

KVO行为是同步的，并且发生与所观察的值发生变化的同样的线程上。没有队列或者Run-loop的处理。手动或者自动调用 -didChange... 会触发KVO通知。

• KVO是同步运行的这个特性非常强大，只要我们在单一线程上面运行（比如主队列 main queue），KVO会保证下列两种情况的发生：

  首先，如果我们调用一个支持KVO的setter方法，如下所示：self.exchangeRate = 2.345

  1. KVO 能保证所有 exchangeRate 的观察者在 setter 方法返回前被通知到。
  2. 其次，如果某个键被观察的时候附上了 NSKeyValueObservingOptionPrior 选项，直到 -observe... 被调用之前， exchangeRate的accessor方法都会返回同样的值。

应用

Demo

• 注册观察者

  [self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:option context:@"age chage"];
  

• 监听回调

  - (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context
  
  {
  
  NSLog(@"监听到%@的%@属性值改变了 - %@ - %@", object, keyPath, change, context);
  
  }
  

• 手动触发

  1. 禁用自动调用

     //针对每个属性，KVO都会生成一个‘+ (BOOL)automaticallyNotifiesObserversOfXXX’方法，返回是否可以自动调用KVO
     
     //假如实现上述方法，我们会发现，此时改变age属性的值，无法触发KVO，还需要实现手动调用才能触发KVO。
     
     + (BOOL)automaticallyNotifiesObserversOfAge
     
     {
     
     return NO;
     
     }
     

  2. 手动调用实现

     - (void)setAge:(NSInteger)age
     
     {
     
     if (_age != age) {
     
     [self willChangeValueForKey:@"age"];
     
     _age = age;
     
     [self didChangeValueForKey:@"age"];
     
     }
     
     }
     

  3. 1&2两步合并写法

     //age不需要自动调用，age属性之外的（含name）自动调用
     
     + (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key
     
     {
     
     BOOL automatic = NO;
     
     if ([key isEqualToString:@"age"]) {
     
     automatic = NO;
     
     } else {
     
     automatic = [super automaticallyNotifiesObserversForKey:key];
     
     }
     
     return automatic;
     
     }
     

• 移除观察者

  [self.person1 removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
  

最佳实践

keyPath字符串的弊端

在注册Observe时，传入keyPath为字符串类型，keyPath极容易误写。

• 优化的方案

  [self.person1 addObserver:self forKeyPath:NSStringFromSelector(@selector(age)) options:option context:@"age change"];
  

调试

• 你可以在 lldb 里查看一个被观察对象的所有观察信息。

  (lldb) po [observedObject observationInfo]
  

KVC

什么是KVC

KVC 允许我们用属性的字符串名称来访问属性，字符串在这儿叫做键。

• 最简单的 KVC 能让我们通过以下的形式访问属性：@property (nonatomic, copy) NSString *name;

  1. 取值：

     NSString *n = [object valueForKey:@"name"]
     

  2. 设定：

     [object setValue:@"Daniel" forKey:@"name"]
     

  3. 值得注意的是这个不仅可以访问作为对象属性，而且也能访问一些标量（例如 int 和 CGFloat）和 struct（例如 CGRect）。Foundation 框架会为我们自动封装它们。举例来说，如果有以下属性：@property (nonatomic) CGFloat height;

     我们可以这样设置它：

     [object setValue:@(20) forKey:@"height"]
     

• 键路径（Key Path）

  1. KVC 同样允许我们通过关系来访问对象。假设 person 对象有属性 address，address 有属性 city，我们可以这样通过 person 来访问 city：

     [person valueForKeyPath:@"address.city"]
     

• 集合的操作

  1. 一个常常被忽视的 KVC 特性是它对集合操作的支持。举个例子，我们可以这样来获得一个数组中最大的值：

     NSArray *a = @[@4, @84, @2];
     
     NSLog(@"max = %@", [a valueForKeyPath:@"@max.self"]);
     

  2. 或者说，我们有一个 Transaction 对象的数组，对象有属性 amount 的话，我们可以这样获得最大的 amount：

     NSArray *a = @[transaction1, transaction2, transaction3];
     
     NSLog(@"max = %@", [a valueForKeyPath:@"@max.amount"]);
     

变量查找逻辑

KVC操作变量有可能增加耗时

变量get操作执行顺序

1. 按照get、、is、_顺序查找对象中是否有对应的方法

   • 如果有则调用getter，执行第5步

   • 如果没有找到，跳转到第2步

2. 查找是否有countOf和objectInAtIndex: 方法(对应于NSArray类定义的原始方法)以及AtIndexes: 方法(对应于NSArray方法objectsAtIndexes:)

   • 如果找到其中的第一个(countOf)，再找到其他两个中的至少一个，则创建一个响应所有 NSArray方法的代理集合对象，并返回该对象(即要么是countOf + objectInAtIndex:，要么是countOf + AtIndexes:，要么是countOf + objectInAtIndex: + AtIndexes:)
   • 如果没有找到，跳转到第3步

3. 查找名为countOf、enumeratorOf和 memberOf这三个方法(对应于NSSet类定义的原始方法）

   • 如果找到这三个方法，则创建一个响应所有NSSet方法的代理集合对象，并返回该对象
   • 如果没有找到，跳转到第4步

4. 判断accessInstanceVariablesDirectly

   • 为YES时按照_、_is、、is的顺序查找成员变量，找到了就取值
   • 为NO时跳转第6步

5. 判断取出的属性值

   • 属性值是对象，直接返回
   • 属性值不是对象，但是可以转化为NSNumber类型，则将属性值转化为NSNumber 类型返回
   • 属性值不是对象，也不能转化为NSNumber类型，则将属性值转化为NSValue类型返回

6. 调用valueForUndefinedKey:。默认情况下会引发一个异常，但是继承于NSObject的子类可以重写该方法就可以避免崩溃并做出相应措施

变量set操作执行顺序

1. 按set:、_set:顺序查找对象中是否有对应的方法

   • 找到了直接调用设值
   • 没有找到跳转第2步

2. 判断accessInstanceVariablesDirectly结果

   • 为YES时按照_、_is、、is的顺序查找成员变量，找到了就赋值，找不到就跳转第3步
   • 为NO时跳转第3步

3. 调用setValue：forUndefinedKey:。默认情况下会引发一个异常，但是继承于NSObject的子类可以重写该方法就可以避免崩溃并做出相应措施

最佳实践

简化列表UI

通过字符串匹配，批量更新属性值

• 假设我们有这样一个对象：

  
  @interface Contact : NSObject
  
  @property (nonatomic, copy) NSString *name;
  
  @property (nonatomic, copy) NSString *nickname;
  
  @property (nonatomic, copy) NSString *email;
  
  @property (nonatomic, copy) NSString *city;
  
  @end
  
  

• 还有一个 detail 视图控制器，含有四个对应的 UITextField 属性：

  
  @interface DetailViewController ()
  
  @property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextField *nameField;
  
  @property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextField *nicknameField;
  
  @property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextField *emailField;
  
  @property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextField *cityField;
  
  @end
  
  

• 我们可以简化更新 UI 的逻辑。首先我们需要两个方法：一个返回 model 里我们用到的所有键的方法，一个把键映射到对应的文本框的方法：

  
  - (NSArray *)contactStringKeys;
  
  {
  
  return @[@"name", @"nickname", @"email", @"city"];
  
  }
  
  - (UITextField *)textFieldForModelKey:(NSString *)key;
  
  {
  
  return [self valueForKey:[key stringByAppendingString:@"Field"]];
  
  }
  
  

• 有了这个，我们可以从 model 里更新文本框，如下所示：

  
  - (void)updateTextFields;
  
  {
  
  for (NSString *key in self.contactStringKeys) {
  
  [self textFieldForModelKey:key].text = [self.contact valueForKey:key];
  
  }
  
  }
  
  

• 我们也可以用一个 action 方法让四个文本框都能实时更新 model：

  
  //注意：我们之后会添加验证输入的部分，在键值验证里会提到。
  
  - (IBAction)fieldEditingDidEnd:(UITextField *)sender
  
  {
  
  for (NSString *key in self.contactStringKeys) {
  
  UITextField *field = [self textFieldForModelKey:key];
  
  if (field == sender) {
  
  [self.contact setValue:sender.text forKey:key];
  
  break;
  
  }
  
  }
  
  }
  
  

• 最后，我们需要确认文本框在需要的时候被更新：

  
  - (void)viewWillAppear:(BOOL)animated;
  
  {
  
  [super viewWillAppear:animated];
  
  [self updateTextFields];
  
  }
  
  - (void)setContact:(Contact *)contact
  
  {
  
  _contact = contact;
  
  [self updateTextFields];
  
  }
  
  

修改系统控件属性

系统控件头文件，可控制的变量无法满足要求，寻找更多属性设置

• 通过runtime获取系统空间的变量列表，以NSImageView为例

  u_int count;
  
  objc_property_t *properties =class_copyPropertyList([NSImageView class], &count);
  
  NSMutableArray *propertiesArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:count];
  
  for (int i = 0; i<count; i++) {
  
  const char* propertyName = property_getName(properties[i]);
  
  MMInfo(@"属性%@\n",[NSString stringWithUTF8String: propertyName]);
  
  [propertiesArray addObject: [NSString stringWithUTF8String: propertyName]];
  
  }
  

• 得到属性列表，看到placeholderImage字段

• 更改私有量的placeholderImage值，实现默认图片设置

  [self setValue:[NSImage imageNamed:@"WeChatLogo"] forKey:@"placeholderImage"];
  

引用

Objective-C（九）KVC与KVO
KVC 和 KVO
Key-Value Coding Programming Guide
iOS探索 KVC原理及自定义