KVC、KVO从使用到原理实现

原创总结性文章，有疑问及时联系，谢谢

本文从使用到底层实现介绍这两个概念
KVC：键值编码，通过key来访问和操作某个属性，常用的API有以下四个

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

一些特殊使用
1.keyPath层级调用,如果对象中包含其他对象，直接赋值其他对象的时候可以使用，取值相同。
[person setValue:@"测试" forKeyPath:@"student.subject"];

2.字典转模型
 [model setValuesForKeysWithDictionary:dict];
注意：此处赋值要考虑空值和key没有的情况。

3.聚合操作符
 float avg = [[personArray valueForKeyPath:@"@avg.height"] floatValue];
count
sum
max
min
数组中包含对象，通过keyPath，直接找到height属性，并且进行数据运算
一般用不到...

4.其他 @distinctUnionOfObjects @unionOfObjects

原理理解：

从开始的定义我们也看出，KVC就是通过字符串去设置或者取出某个对象的属性或者是ivar，只不过底层实现的时候，加了一些判断，赋值的时候，找set _set setIs顺序找这几个方法，找到就赋值，取值的时候也有相关逻辑。
最主要的原因就是，我们自己写代码或者编译器生成代码的时候，会添加一些特殊符号（eg:property属性，系统默认生成_ivar 和 相应的set 和 get方法），所以在取值或者赋值的时候，将特殊的变量都考虑到。

以下是详细的set过程

1.set值的时候，首先系统会生成以下三个字符串，判断有没有字符串对应的方法，如果有，自己调用赋值，并且return返回
NSString *setKey = [NSString stringWithFormat:@"set%@:",Key];
NSString *_setKey = [NSString stringWithFormat:@"_set%@:",Key];
NSString *setIsKey = [NSString stringWithFormat:@"setIs%@:",Key];
2.accessInstanceVariablesDirectly  调用这个类方法，判断返回值，默认是true，直接向下走，如果是false，报错停止
3.走到这，已经没有相应的set方法赋值，直接找 成员变量 _ 、_is 、 、is按照顺序，如果找到，直接赋值，找不到，报UnknownKeyException错误

get取值过程

1.判断key的合法性

2.找到相关方法 get、  、countOf、  objectInAtIndex

3.判断类方法accessInstanceVariablesDirectly

4.寻找ivar的成员列表_ 、_is、  、is

返回nil

KVC的赋值在没有set方法的时候，是直接赋值的，但是我们通过KVO能监控到吗，这涉及到了KVO的底层实现原理，可以监控到，在直接给ivar赋值的时候，KVC底层是手动实现调用通知函数的

void _DSSetValueAndNotifyForKeyInIvar(id object, SEL selector, id value, NSString *key, Ivar ivar, IMP imp) {
    [object d_willChangeValueForKey:key];
    
    ((void (*)(id,SEL,id,NSString *, Ivar))imp)(object,NULL,value,key,ivar);
    
    [object d_didChangeValueForKey:key];
}
可以看到，在设置ivar的时候，是调用了will   和  did这两个函数的
和KVO实现是一样的。

注意：

1.访问非对象类型，要将value转换成NSValue类型。
2.字典转模型的时候，注意设置空值检测和空的key检测，写以下 两个函数
1. 在使用KVC赋值的时候，防止没有相关属性，可以在类中写
-(void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key{
    一个空的方法，防止崩溃
}

2.设置nil的时候会崩溃
- (void)setNilValueForKey:(NSString *)key{
}
拦截控制，不让崩溃，
注：不过这个方法，很多类型的key进不来只有 number 和 NSvalue能进来

KVO键值观察

监控某个对象的属性，如果属性值变化了，就会回调observer的函数。
使用：

 [self.person addObserver:self forKeyPath:@"nickName" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];
参数详解：
- KeyPath：就是监测的属性值
- options：         
NSKeyValueObservingOptionNew：提供更改前的值
NSKeyValueObservingOptionOld：提供更改后的值
NSKeyValueObservingOptionInitial：观察最初的值（在注册观察服务时会调用一次触发方法）
NSKeyValueObservingOptionPrior：分别在值修改前后触发方法（即一次修改有两次触发）
-  context: 是一个void * 指针，根据官网提示，可以根据这个值判断不同的通知，主要是区分不同的对象，观察相同的属性的时候


//接到改变的回调函数
-(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context{
    NSLog(@"%@",change);
}

//移除观察，很重要，如果不移除，经常发生一些不好排查的问题，这个操作也会将isa指针指回原对象。
 [ self  removeObserver:self forKeyPath:@""];

//这个函数可以设置有依赖的观察，也就是当其他属性变化，影响我们观察属性的时候，可已经这些属性都放到集合里
+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingValueForKey:(NSString *)key{
   }

// 自动开关 ，是否允许这个对象接受KVO的观察的开关，关闭以后我们可以自己发送调用的通知函数
+ (BOOL) automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key{
    return YES;
}

以上就是经常使用的API，下边过一下原理相关

我们都知道KVO底层实现是通过runtime动态实现一个继承于被观察对象的子类，为什么呢？
我们要实现观察，就要做到两件事；1.在值改变的时候要通知我。2.还不能影响之前的赋值过程。
起始只要能实现以上两点，采用其他方案也是可以的，系统的实现方案，采用了高度封装，可以理解就是不希望使用者了解底层的实现。
基本流程

• 判断被观察者有没有实现set方法，false直接返回
• 动态生成一个子类，继承于被观察对象的类，将ISA指向这个类
• 在被观察类中重写set方法
• set方法中，调用[super set:]方法赋值
  调用 [self willChangeValueForKey:@""];
  [self didChangeValueForKey:@""];
  这两个函数通知observer的回调函数（通过探究源码得知，真正调用oberver的是didChangeValueForKey函数）
• 重写set方法的时候，还重写了其他几个函数，包括：

伪代码
-（void）setAge:(int)age{
    _NSSetIntValueAndNotify()  /‘/这是个C函数
}
void _NSSetIntValueAndNotify（）{
    [self willChangeValueForKey: @“age”]
    [super setAge:age]
    [self didChangeValueForKey: @“age"]
}

-(void)didChangeValueForKey{
    [observer observerValueForKeyPath:key ofObject:self change:nil context:nil];
}
//额外生成的方法
-(Class)class{
   //关键
    return class_getSuperclass(object_getClass(self));
     在这返回的是被继承类的 类对象
      原因就是开发的时候没必要暴露出运行时产生的这个类，屏蔽了内部实现。
}
-(void)dealloc{
    //收尾工作
      将isa重新指向父类
}
-(BOOL)isKVO{
    return YES;
}

根据以上的步骤，我们可以自定义实现一个KVO，这样我们就可以使用函数是编程的思想，引入block，不用使用回调函数。

注意： 我们在remove掉观察者的时候，通过打印类的列表发现，创建的KVO观察类并不会销毁。