KVO底层实现分析

注：分析参考 MJ底层原理班 内容，本着自己学习原则记录

1 KVO 的基本使用

1.1 给 Person 的实例对象 person 添加observer，监听 person 的 age 属性

self.person = [[Person alloc] init];
...
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[self.person addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:@"123"];

1.2 当 person 的 age 属性发生变化时，会调用 observer 的回调方法(_{也就是NSObject(NSKeyValueObserving)分类的方法})

- (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);
}

2 NSKVONotifying_Person

2.1 执行 KVO 的person1对象，它的 isa 所指向的类对象不再是 Person 类对象，而是 NSKVONotifying_Person 类对象

证明方式：

1. 断点打印

   
   
   

2. 通过 runtime 的 object_getClass() 方法获取实例对象对应的类对象，证明person 实例对象的类对象确实被系统改写了

   
   
   

• 对比证明系统会给添加了 KVO 的实例对象动态生成一个NSKVONotifying_Person类，且让该实例对象的 isa 指向这个新生成的类对象
• 参考《NSObject 对象占用内存、isa/superclass指向、类信息存放》，可知对象方法信息都是存放在类对象(class object)中的，而实例对象调用实例方法的流程就是通过实例对象的 isa 找到其指向的类对象，在类对象的实例方法列表内找到实例方法，然后调用。如下图所示
  
  

  方法调用逻辑-引自MJ底层课件图片

• 系统改写了执行 KVO 的 person1 实例的 isa指针，让其指向了NSKVONotifying_Person类对象，这就说明，修改 person1的 age 属性时，调用的 setAge: 方法，实际上调用的是 NSKVONotifying_Person类对象里面的setAge:方法，而不是 Person 类对象的setAge:方法。

3 NSKVONotifying_Person 中 setAge: 的内部执行逻辑猜想

• NSKVONotifying_Person类中的 setAge: 实现方法猜想逻辑

  
  
  

3.1 证明setAge:方法内部调用的是 _NSSetIntValueAndNotify() 方法

1. 通过打印 setAge: 方法的地址判断前后变化

   
   
   

• KVO 之前，调用的 setAge: 方法的地址一样
• KVO 之后，调用的 setAge: 方法的地址不同

2. 通过LLDB 命令，将方法地址转成名称形式显示

   
   
   

注意：
_NSSetIntValueAndNotify()是会根据监听属性的类型进行变化的，前面 age 属性的描述为@property (assign, nonatomic) int age;。当 age 属性描述变更为 double 的话，即@property (assign, nonatomic) double age;，setAge：方法内调用的方法为_NSSetDoubleValueAndNotify()

3.2 证明 NSKVONotifying_Person 的isa 指向什么？(是 Person 的元类对像吗？)

• 第2.1的第2点中说明，person1的 isa 指向 NSKVONotifying_Person，而 person2 的 isa 指向 Person
• 那么NSKVONotifying_Person的 isa 指向？Person 的 isa指向？答案如下图：
  NSKVONotifying_Person的元类对象是自己本身，而 Person 的元类对象也是 Person

注意object_getClass(object_getClass(self.person1)) 表示，获取 self.person1的元类对象，即第一次object_getClass(self.person1)是获取 person1的类对象，第二次object_getClass则是获取类对象的元类对象。

3.3 证明 NSKVONotifying_Person 的 superClass 指向什么？(是 Person 类吗？)

关系如下：

3.4 证明 _NSSetIntValueAndNotify()方法内部实现确实如猜想代码中的调用逻辑

1. 通过在 NSKVONotifying_Person 的父类 Person 中(3.2中证明了)，重写willChangeValueForKey: 和 didChangeValueForKey:方法，拦截调用顺序，具体代码如图：
   
   

2. 点击屏幕，改变 person1的 age 属性值，对比 log 日志打印信息

   
   
   

为什么要通过在 Person 中重写上述方法拦截打印来证明呢？

1. NSKVONotifying_Person的父类为 Person 类，当在 Person 类类中重写了上述方法，那么子类可以通过 superclass 指针优先找到Person类中方法实现
2. willChangeValueForKey: 和 didChangeValueForKey:方法是属于NSObject 的NSObject(NSKeyValueObserverNotification)分类里的方法，此时的NSObject 是 Person 的父类，按照实例方法的查找调用循序来看，当然会优先调用 Person 中重写的方法，而 Person 中的方法仅仅是重写拦截，内部还会通过 super 调用父类的方法，所以对原有的 NSObject 的分类方法是没有影响的。
   
   

3. 通过log 日志可知，_NSSet***ValueAndNotify 的内部实现为：

• 调用willChangeValueForKey:
• 调用原来的setter实现
• 调用didChangeValueForKey:
  - didChangeValueForKey:内部会调用observer的observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法

4 相关题：

4.1 iOS用什么方式实现对一个对象的KVO？(KVO的本质是什么？)

1. 利用Runtime API动态生成一个子类，并且让instance对象的isa指向这个全新的子类
2. 当修改instance对象的属性时，会调用Foundation的_NSSetXXXValueAndNotify函数
3. _NSSet***ValueAndNotify 的内部实现为：

• 调用willChangeValueForKey:
• 调用原来的setter实现
• 调用didChangeValueForKey:
  - didChangeValueForKey:内部会调用observer的observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法

4.2 如何手动触发KVO？

• 手动调用willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:

  
  
  

  image.png

4.3 直接修改成员变量会触发KVO么？

• 不会触发KVO

  
  
  

  暴露成员变量

• 直接修改成员变量，没有触发监听方法

  
  
  

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文／Jacob_LJ（作者）
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