KVO

1.KVO概念

KVO即鍵值觀察，它提供一種機制，當被觀察的對象的屬性發生改變後，對象會接收到通知，從而做出相應的改變。

2.KVO實現原理

　　這裡要說一個isa指針，在Objective-C中，任何類的定義都是對象。類和類的實例（對象）沒有任何本質上的區別。任何對象都有isa指針。

　　那麼什麼是類呢？在xcode中用快捷鍵Shift＋Cmd＋O 打開文件objc.h 能看到類的定義：

　　可以看出:

　　Class 是一個 objc_class 結構類型的指針, id是一個 objc_object 結構類型的指針.

　　我們再來看看 objc_class 的定義：

　　稍微解釋一下各個參數的意思：

　　isa：是一個Class 類型的指針. 每個實例對象有個isa的指針,他指向對象的類，而Class里也有個isa的指針, 指向meteClass(元類)。元類保存了類方法的列表。當類方法被調用時，先會從本身查找類方法的實現，如果沒有，元類會向他父類查找該方法。同時註意的是：元類（meteClass）也是類，它也是對象。元類也有isa指針,它的isa指針最終指向的是一個根元類(root meteClass).根元類的isa指針指向本身，這樣形成了一個封閉的內迴圈。

　　super_class：父類，如果該類已經是最頂層的根類,那麼它為NULL。

　　version：類的版本信息,預設為0

　　info：供運行期使用的一些位標識。

　　instance_size：該類的實例變數大小

　　ivars：成員變數的數組

再來看看各個類實例變數的繼承關係：

　　每一個對象本質上都是一個類的實例。其中類定義了成員變數和成員方法的列表。對象通過對象的isa指針指向類。

　　每一個類本質上都是一個對象，類其實是元類（meteClass）的實例。元類定義了類方法的列表。類通過類的isa指針指向元類。

　　所有的元類最終繼承一個根元類，根元類isa指針指向本身，形成一個封閉的內迴圈。

　　原理：每一個對象都有一個isa指針，這個對象根據isa指針去尋找它所歸屬的類，當我們給一個對象註冊觀察者的時候，系統會在運行時給這個對象創建一個子類，這個子類繼承於當前對象歸屬的類，並把當前對象的isa指針指向這個子類，於是當前對象就變成了這個子類的一個實例。那麼這個子類內部做了什麼操作呢？其實這個子類重寫了set方法，當原對象在調用set方法賦值的時候，會根據isa指針到新建子類的方法列表去尋找set方法的IMP，此時這個重寫的set方法會對所有觀察這個屬性的對象發出通知，於是原有的對象會作出改變。

深入剖析:

　　Apple 使用了 isa 混寫（isa-swizzling）來實現 KVO 。當觀察對象A時，KVO機制動態創建一個新的名為： NSKVONotifying_A的新類，該類繼承自對象A的本類，且KVO為NSKVONotifying_A重寫觀察屬性的setter 方法，setter 方法會負責在調用原 setter 方法之前和之後，通知所有觀察對象屬性值的更改情況。

• NSKVONotifying_A類剖析：在這個過程，被觀察對象的 isa 指針從指向原來的A類，被KVO機制修改為指向系統新創建的子類 NSKVONotifying_A類，來實現當前類屬性值改變的監聽；
• 所以當我們從應用層面上看來，完全沒有意識到有新的類出現，這是系統“隱瞞”了對KVO的底層實現過程，讓我們誤以為還是原來的類。但是此時如果我們創建一個新的名為“NSKVONotifying_A”的類()，就會發現系統運行到註冊KVO的那段代碼時程式就崩潰，因為系統在註冊監聽的時候動態創建了名為NSKVONotifying_A的中間類，並指向這個中間類了。
• 因而在該對象上對 setter 的調用就會調用已重寫的 setter，從而激活鍵值通知機制。

• KVO鍵值觀察依賴於NSObject的兩個方法：willChangeValueForKey和didChangevlueForKey，即在鍵值改變前後分別調用這兩個方法，然後在這兩個方法的中間調用父類set方法賦值。
• 被觀察屬性發生改變之前，willChangeValueForKey:被調用，通知系統該 keyPath 的屬性值即將變更；當改變發生後， didChangeValueForKey: 被調用，通知系統該 keyPath 的屬性值已經變更；之後observeValueForKey:ofObject:change:context: 也會被調用。且重寫觀察屬性的setter 方法這種繼承方式的註入是在運行時而不是編譯時實現的。

KVO為子類的觀察者屬性重寫調用存取方法的工作原理在代碼中相當於：

1 -(void)setName:(NSString *)newName
2 {
3   [self willChangeValueForKey:@"name"];    //KVO在調用存取方法之前總調用
4   [super setValue:newName forKey:@"name"]; //調用父類的存取方法
5   [self didChangeValueForKey:@"name"];     //KVO在調用存取方法之後總調用
6 }

示例驗證

 1 //Person類
 2 @interface Person : NSObject
 3 @property (nonatomic,copy) NSString *name;
 4 @end
 5 
 6 //controller
 7 Person *per = [[Person alloc]init];
 8 //斷點1
 9 [per addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
10 //斷點2
11 per.name = @"小明";
12 [per removeObserver:self forKeyPath:@"name"];
13 //斷點3

運行項目，

• 在斷點1位置：

• 可以看到isa指向Person類,我們也可以使用lldb命令查看：

  (lldb) po [per class]
  Person
  (lldb) po object_getClass(per)
  Person
  (lldb)
  

• 在斷點2位置：

(lldb) po [per class]
Person
(lldb) po object_getClass(per)
NSKVONotifying_Person
(lldb)

• 在斷點3位置：

(lldb) po [per class]
Person
(lldb) po object_getClass(per)
Person
(lldb)

　　上面的結果說明，在per對象被觀察時，framework使用runtime動態創建了一個Person類的子類NSKVONotifying_Person，而且為了隱藏這個行為，NSKVONotifying_Person重寫了- class方法返回之前的類，就好像什麼也沒發生過一樣。但是使用object_getClass()時就暴露了，因為這個方法返回的是這個對象的isa指針，這個指針指向的一定是個這個對象的類對象

3.KVO的特點

由於KVO內部實現的原理是重寫了set方法，因此只有當被觀察對象的屬性調用set方法賦值的時候才會執行KVO的的回調方法。所以如果直接對屬性的成員變數直接賦值那麼不會觸發KVO。

4.KVO的調用步驟

1.註冊觀察者
2.在回調方法中處理事件
3.移除觀察者

5.代碼實踐

 1     self.changeStr = @"您好";
 2     [self addObserver:self forKeyPath:@"changeStr" options:NSKeyValueObservingOptionNew|NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];
 3     self.changeStr = @"大家都好";
 4 
 5 
 6 -(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context
 7 {
 8     NSLog(@"被改變的屬性是%@",keyPath);
 9     NSString *str = [change   objectForKey:NSKeyValueChangeNewKey];
10     NSString *odlStr = [change   objectForKey:NSKeyValueChangeOldKey];
11     NSLog(@"舊屬性是%@",odlStr);
12     NSLog(@"新屬性是%@",str);
13 }

輸出結果：

1 #import <Foundation/Foundation.h>
2 
3 @interface LYXItem : NSObject
4 
5 @property(nonatomic, copy) NSString *name;
6 @property(nonatomic, copy) NSString *price;
7 
8 @end

在LYXItemView.h文件

 1 #import <Foundation/Foundation.h>
 2 #import "LYXItem.h"
 3 
 4 @interface LYXItemView : NSObject
 5 
 6 @property(nonatomic, weak) LYXItem *item;
 7 
 8 - (void) showItemInfo;
 9 
10 @end

在LYXItemView.m中

 1 #import "LYXItemView.h"
 2 
 3 @implementation LYXItemView
 4 
 5 @synthesize item = _item;
 6 
 7 - (void)showItemInfo
 8 {
 9     NSLog(@"item名為：%@, 價格為： %@",self.item.name, self.item.price);
10 }
11 
12 
13 - (void)setItem:(LYXItem *)item
14 {
15     self -> _item = item;
16     //為item添加監聽器，監聽item的name的屬性的變化
17     [self.item addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
18     
19     [self.item addObserver:self forKeyPath:@"price" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
20 }
21 
22 
23 - (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context
24 {
25     NSLog(@"---------------------------observeValueForKeyPath------------------------");
26     NSLog(@"被修改的keyPath為：%@",keyPath);
27     NSLog(@"被修改的對象為：%@",object);
28     NSLog(@"新被修改的屬性值是：%@",[change objectForKey:@"new"]);
29     NSLog(@"被修改的上下文是：%@",context);
30 }
31 
32 
33 @end

在運行文件中

 1     LYXItem *item = [[LYXItem alloc] init];
 2     item.name = @"IOS";
 3     item.price = @"6888";
 4     
 5     LYXItemView *lyxView = [[LYXItemView alloc] init];
 6     lyxView.item = item;
 7     [lyxView showItemInfo];
 8     
 9 //    更改item的值，觸發監聽器的方法
10     item.name = @"Android";
11     item.price =@"1999";