KVO/KVC的底层原理和使用

KVO(Key-Value-Observe 键值观察)的原理并不复杂，但是涉及到isa指针、superClass指针以及runtime 和 OC消息分发的知识，非常容易发散，所以一直是面试热点。

KVC键值编码 是Key Value Coding 的简称，cocoa的标准组成部分，是一种可以直接通过字符串的名字(Key)来访问类属性的机制，而不是通过调用Setter方法、Getter方法进行访问。

面试

(文末回答，也请评论你遇到的面试问题，共同进步。)

如何手动实现KVO? 如何解除KVO?KVO优缺点?
KVC是什么原理？能够使用KVO监听吗？
KVC赋值异常处理

原理

被添加监听的类Person，会在运行时动态创建一个该类的子类NSKVONotifying_ Person（superClass指向Person， isa指向自己的元类）。runtime会动态更改Person类的实例对象person的isa指向。当执行person.age的set方法时，会根据isa找到person 的类对象，找到setAge:方法（setAge:会执行Foundation框架的一个C方法_NSSetIntValueAndNotify。_NSSetIntValueAndNotify的实现伪代码如下：

{
     [self.person1 willChangeValueForKey:@"age"];
     [super setAge:10];
     [self.person1 didChangeValueForKey:@"age"];
}

didChangeValueForKey:会触发监听方法 [observer observeValueForKeyPath:key ofObject:self change:change context:NULL]; 。

[super setAge:10];会执行父类的setAge方法。

添加监听的实例对象结构图

未添加监听的实例对象结构图

用途：

主要用于监听属性值的变化。可用于MVVM中 viewModel和View的交互。(请在评论区继续ADD...)

扩展：

动态创建类

动态创建类参数：父类，类名，额外的内存空间

Class objc_allocateClassPair(Class superclass, const char *name, size_t extraBytes)

如何更改isa指向和isa指针的结构？

修改设置isa指向：

 object_setClass(id obj, Class cls)

isa和superClass指向:

• 实例对象的isa 指针类对象，类对象的isa指针指向metaClass，metaClass的isa指针指向基类NSObject.

• 实例对象没有superClass指针，类对象的superClass指向父类对象，一直到基类的类对象[NSObject class], NSObject的类对象指向nil。

• metaClass对象的superClass指向父类的metaClass对象，一直到基类的metaClass对象, NSObject的metaClass对象指向类对象[NSObject class]。

isa和superClass指向

面试参考答案

如何手动实现KVO?

1、手动创建子类，并修改实例对象isa指向：
2、重写set方法，+class方法
3、重写didChangeValueForKey：

如何解除KVO?

重写didChangeValueForKey：

KVC/KVO的优缺点

• KVC优点：没有property的变量（私有）也能通过KVC进行设置，json或者简化代码（多级属性）或者json转model 简化代码
• KVC缺点：如果key只写错，编写的时候不会报错，但是运行的时候会报错

KVO优点

• 能够提供一种简单的方法实现两个对象的同步；
• 能够对内部对象的状态改变作出响应，而且不需要改变内部对象的实现；
• 能够提供被观察者属性的最新值和之前的值；
• 使用key Path来观察属性，因此可以观察嵌套对象；
• 完成了对观察对象的抽象，因为不需要额外的代码来允许观察者被观察。

KVO缺点

• KVO只能检测类中的属性，并且属性名都是通过NSString来查找，编译器不会补全（编译时不会出现警告），容易写错；
• 对属性重构，将导致观察代码不可用；
• 复杂的 “if” 语句要求对象正在观察多个值，是因为所有的观察代码通过一个方法来指向；

KVC能够使用KVO监听吗

KVC的API如下所示：

- (void)setValue:(id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;
- (void)setValue:(id)value forKey:(NSString *)key;
- (id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;
- (id)valueForKey:(NSString *)key; 

KVC访问变量的流程如下图所示：

setValueforkey的执行流程

setValueforkey首先调用的是setKey方法，OC属性声明后或自动生成set 、 get 方法和_key的局部变量，所以默认是可以被KVO监听到的。
但是如果属性被readOnly修饰就不会自动生成set方法， 但是如果用KVC的话仍然可以修改被readOnly修饰的值。而且能够出发KVO监听，证明了下面的流程图：寻找_key的局部变量直接修改，并且主动调用willChangeValueForKey 和didChangeValueForKey， 触发KVO监听。（思考一下这是readOnly的漏洞吗？怎么解决呢？评论区见）

getValueforkey的执行流程

KVC赋值异常处理

- (void)setNilValueForKey:(NSString *)key
{
    NSLog(@"这里处理当赋值为nil时，出现异常");
}
- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key
{
    NSLog(@"key没有定义的时候，可以在这里处理");
}

如有错误或者新的见解欢迎在评论区约谈...