iOS KVO实现原理

关于KVO的实现，文章已经很多了，这里阐述我个人的观点，写一些自己的感受

1、简介

KVO（key-value observe）是在KVC的基础上实现的一种用于监听属性变化的设计模式；如果对某个类的某个属性设置了KVO，那么当这个属性发生变化时，就会触发监听方法，从而知道属性变化了。如果本类一个属性的改变会影响到其他多个属性的变化，我们也会经常自己重写这个属性的set方法，用来监听他的变化，但是如果不是本类的属性，我们就没办法重写其set方法了，这个时候KVO就可以上场了，其实KVO本质上也是重写set方法，只不过多了一点“黑魔法”而已。

2、使用

1）设置监听

// 初始化一个测试类，类里面声明一个属性：nameStr
_kvoTest = [[KVOTestModel alloc] init];
// 给属性nameStr设置监听,类型不同，回调值不同，这里监听的是新值（NSKeyValueObservingOptionNew），还可以监听其他变化，具体看枚举
[_kvoTest addObserver:self forKeyPath:@"nameStr" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];

2）实现监听回调方法

// 监听的属性通过kvc发生变化时，执行下面方法
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    
    // 这里我们只判断了keyPath，如果存在多个kvo，为防止重名，可判断object是否为我们监听的实例：_kvoTest
    if ([keyPath isEqualToString:@"nameStr"]) {
        // 我们直接打印新值
        NSLog(@"change: %@",[change objectForKey:NSKeyValueChangeNewKey]);
    }
}

3)使用KVO时应该特别注意移除观察者，否在当类要被释放时会发生崩溃(Terminating app due to uncaught exception 'NSInternalInconsistencyException', reason: 'An instance *** of class *** was deallocated while key value observers were still registered with it.)

- (void)dealloc {
    [_kvoTest removeObserver:self forKeyPath:@"nameStr"];
}

这里有一点，提一下，iOS11如果不调用上面的方法，也不会崩溃，亲测，但是iOS10及以下的设备会崩溃。在官方文档中没有查到相关的的说明（在iOS9之后，NSNotification已经不用移除了，可能也是这个趋势吧）。

3、实现原理

KVO是根据iOS runtime实现的，当监听某个对象（_kvoTest）的某个属性时，KVO会创建这个对象的子类，并重写我们监听的属性（keyPath）的set方法，具体实现可能是下面这个样子。

- (void)setNameStr:(NSString *)nameStr {
    [self willChangeValueForKey:@"nameStr"];
    [super setValue:nameStr forKey:@"nameStr"];
    [self didChangeValueForKey:@"nameStr"];
}

didChangeValueForKey:方法执行完之后，KVO会根据注册时option返回不同的字典

上面我们提到了KVO是建立在KVC基础上的，可以看到，如果不通过KVC改变属性，那么set方法就不会执行，那么KVO也就没办法监听属性的变化了。

4、再具体一点（原理）

我们都说他是通过runtime实现的，是因为这个操作是运行的时候动态添加的，可以多阅读一些关于runTime的文章，知道原理，用起来更顺手，也会有更多的想法。

当观察对象时，KVO机制动态创建一个新的名为：NSKVONotifying_对象名的新类，该类继承自目标对象的本类，且 KVO 为 NSKVONotifying_对象名重写观察属性的 set 方法。在这个过程，被观察对象的 isa 指针从指向原来的对象，被 KVO 机制修改为指向系统新创建的子类 NSKVONotifying_对象名类，来实现当前类属性值改变的监听这也就是前面所说的“黑魔法”；我还试了以下，创建一个新的名为“NSKVONotifying_对象名”的类，发现系统运行到注册 KVO 的代码时，控制台打印警告（iOS11）：

[general] KVO failed to allocate class pair for name NSKVONotifying_KVOTestModel, 
automatic key-value observing will not work for this class

存在同名类，无法进行KVO监听了，并没有像大多数文章所说，崩溃啦～。

自己动手，试一下，收获更多～

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