前言
KVO这个在我们iOS实际项目中经常用到的，今天我们来介绍一下它的原理。
KVO的坑点
首先我们打开KVO官方文档。
context
然后我们看下我们的Demo工程，
[self.person addObserver:self forKeyPath:@"nick" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:NULL];
context这里的context我们一般传NULL（这个是C++的void 而不是id）。
那么context*是什么东西，有什么作用？
我们看下官方文档的解释：
A safer and more extensible approach is to use the context to ensure notifications you receive are destined for your observer and not a superclass.
这句话的意思大概是如果我们传了这个参数，会使性能安全，更加直接，这又是为什么呢？
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context{
// fastpath
NSLog(@"%@",change);
}
这个是KVO的回调函数，如果当有多个监听时，这里的判断就比较复杂一些，先判断keyPath，再判断object。
if (object) {
if (keyPath == @"key") {
}
}
代码就是这样的， 嵌套层次比较深。
context就是创建一个唯一标识码。
static void *PersonAccountBalanceContext = &PersonAccountBalanceContext;
static void *PersonAccountInterestRateContext = &PersonAccountInterestRateContext;
比如官方文档的写法，可以通过唯一标识码判断。
移除观察者
Removing an Object as an Observer官方文档上有写，这个观察者还需要移除，那么究竟是否需要呢，我们来验证一下。
我们在dealloc方法里，不调用的removeObserver这个方法，发现这里没有自动移除的，退出这个页面再进来，可以继续监听没有发出问题，如图：
官方文档有这样一段话：
An observer does not automatically remove itself when deallocated. The observed object continues to send notifications, oblivious to the state of the observer. However, a change notification, like any other message, sent to a released object, triggers a memory access exception. You therefore ensure that observers remove themselves before disappearing from memory.
在deallocated时，观察者并不会主动移除，还是会续发送notifications时，有可能observed object不存在，如果是在disappearing from memory 时，请保证移除了。
我们来验证一下刚才说的。
我们添加一行这样的代码：
self.student = [RoStudent shareInstance];
[self.student addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:NULL];
这个对象是一个单例，也就是说退出页面，对象不会消失。
接着我们运行项目，第一次进去监听没有任何问题，如图：
我们退出来，再进去，去改变值的时候，出现如下图：
- 我们在RoDetailViewController添加的self.student 对name的观察。
- 当RoDetailViewController释放的时候，我们的self.student对name的观察没有释放。
3.当我们再次进入RoDetailViewController的是时候，又再次添加self.student对name的观察。我们对当前的RoDetailViewController发送通知没有问题，那么对原来的发送的通知的时候，原来的RoDetailViewController已经释放掉了，回收了，对它发送通知，就闪退了，所以尽量移除KVO的观察。
手动/自动打开观察开关
我们在RoPerson类中加入以下代码：
// 自动开关
+ (BOOL) automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key{
return NO;
}
运行项目，如图所示：
没有任何打印，KVO的自动观察不起作用了。
一对多的观察
我们举一个例子，下载的进度。
下载进度=已下载/总大小
我们在Controller加入以下代码：
[self.person addObserver:self forKeyPath:@"downloadProgress" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:NULL];
在Controller改变值的地方加入代码:
self.person.writtenData +=10;
self.person.totalData +=1;
我们运行下项目，如图：
这里为什么可以打印当前的进度呢，我们继续分析。
我们把RoPerson的的代码贴出来：
RoPerson.h代码：
#import
@class RoStudent;
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface RoPerson : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, copy) NSString *nick;
@property (nonatomic, copy) NSString *downloadProgress;
@property (nonatomic, assign) double writtenData;
@property (nonatomic, assign) double totalData;
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *dateArray;
@property (nonatomic, strong) RoStudent *st;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
RoPerson.m代码：
#import "RoPerson.h"
@implementation RoPerson
// 下载进度 -- writtenData/totalData
+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingValueForKey:(NSString *)key{
NSSet *keyPaths = [super keyPathsForValuesAffectingValueForKey:key];
if ([key isEqualToString:@"downloadProgress"]) {
NSArray *affectingKeys = @[@"totalData", @"writtenData"];
keyPaths = [keyPaths setByAddingObjectsFromArray:affectingKeys];
}
return keyPaths;
}
// 自动开关
+ (BOOL) automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key{
return YES;
}
- (NSString *)downloadProgress{
if (self.writtenData == 0) {
self.writtenData = 10;
}
if (self.totalData == 0) {
self.totalData = 100;
}
return [[NSString alloc] initWithFormat:@"%f",1.0f*self.writtenData/self.totalData];
}
//- (void)setNick:(NSString *)nick{
// [self willChangeValueForKey:@"nick"];
// _nick = nick;
// [self didChangeValueForKey:@"nick"];
//}
- (void)insertObject:(id)object inDateArrayAtIndex:(NSUInteger)index{
[self.dateArray insertObject:object atIndex:index];
}
-(void)removeObjectFromDateArrayAtIndex:(NSUInteger)index{
[self.dateArray removeObjectAtIndex:index];
}
keyPathsForValuesAffectingValueForKey在这里把影响进度的两个值写进去就可以了。
对可变数组的观察
我们在viewDidLoad加入以下代码：
[self.person addObserver:self forKeyPath:@"dateArray" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:NULL];
[self.person.dateArray addObject:@"1"];
发现变没有观察到，这是为什么？
我们来看下官方文档的解释。
In order to understand key-value observing, you must first understand key-value coding
这句话的意思，要想理解KVO就先要理解KVC，也就是说KVO是建立在KVC上的。
在KVC的官文档上有这么一句话：
These methods provide the additional benefit of maintaining key-value observing compliance for the objects held in the collection object (see Key-Value Observing Programming Guide for details.
如果是集合类的型的话
-
[mutableArrayValueForKey:](https://developer.apple.com/documentation/objectivec/nsobject/1416339-mutablearrayvalueforkey)and[mutableArrayValueForKeyPath:](https://developer.apple.com/documentation/objectivec/nsobject/1414937-mutablearrayvalueforkeypath)These return a proxy object that behaves like an
NSMutableArrayobject. -
[mutableSetValueForKey:](https://developer.apple.com/documentation/objectivec/nsobject/1415105-mutablesetvalueforkey)and[mutableSetValueForKeyPath:](https://developer.apple.com/documentation/objectivec/nsobject/1408115-mutablesetvalue)These return a proxy object that behaves like an
NSMutableSetobject. -
[mutableOrderedSetValueForKey:](https://developer.apple.com/documentation/objectivec/nsobject/1415479-mutableorderedsetvalue)and[mutableOrderedSetValueForKeyPath:](https://developer.apple.com/documentation/objectivec/nsobject/1407188-mutableorderedsetvalue)These return a proxy object that behaves like an
NSMutableOrderedSetobject.
要这么处理。
我们再次修改我们的代码：
[self.person addObserver:self forKeyPath:@"dateArray" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:NULL];
self.person.dateArray = [NSMutableArray array];
[[self.person mutableArrayValueForKey:@"dateArray"] addObject:@"hello"];
运行项目，如图：
观察到数据了。
这里看到 第一条打印kind=1,第二条kind=2是为什么呢？
我们看下NSKeyValueChange这个枚举，如下：
typedef NS_ENUM(NSUInteger, NSKeyValueChange) {
NSKeyValueChangeSetting = 1,
NSKeyValueChangeInsertion = 2,
NSKeyValueChangeRemoval = 3,
NSKeyValueChangeReplacement = 4,
};
NSKeyValueChangeInsertion是添加数据是2。
KVO底层原理分析
- isa指向的变化
- 对setter方法的处理
- 中间产物
- 中间产物是否消失
- 中间产物是否销毁
- setter方法是谁的RoPerson还是中间产物的？
- RoPerson与中间产物有什么关系
- 是否有动态的处理呢
- 是否有setter方法的生成
针对这些疑问，我们来一步一步的展开分析。
我们在viewDidLoad打个断点，运项目，如图：
从这张图可以看出，在观察之前self.person是指向的RoPerson，观察后指向NSKVONotifying_RoPerson这个类。
也就是说在底层动态生成了NSKVONotifying_RoPerson这个类。
我们再看下面一张图：
观察之前是NSKVONotifying_RoPerson没有加载，观察后有了NSKVONotifying_RoPerson*这个类。
由此可见NSKVONotifying_RoPerson这个类确实是上底层动态生成的。
那么NSKVONotifying_RoPerson与RoPerson又有什么关系呢？我们分析下。
我们可以通过isa指向分析下，我们通过以下代码进行分析验证
- (void)printClasses:(Class)cls{
// 注册类的总数
int count = objc_getClassList(NULL, 0);
// 创建一个数组， 其中包含给定对象
NSMutableArray *mArray = [NSMutableArray arrayWithObject:cls];
// 获取所有已注册的类
Class* classes = (Class*)malloc(sizeof(Class)*count);
objc_getClassList(classes, count);
for (int i = 0; i以上代码就是递归获取所有子类，接着我们运行项目，如图：
从上图可以看出，在添加观察之前，RoPerson只有RoStudent一个子类，添加观察后，多了一个NSKVONotifying_RoPerson子类，NSKVONotifying_RoPerson没有子类。
由此可以得出NSKVONotifying_RoPerson是RoPerson的子类，在添加观察后，动态生成了NSKVONotifying_为开头的子类，也就是子类与父类的关系。
NSKVONotifying_RoPerson这个动态生成的中间类，有什么东西呢，我们来分析一下。
对一个类来说，无非就是属性，方法，协议。我们来介绍下方法。
遍历方法的代码如下：
- (void)printClassAllMethod:(Class)cls{
unsigned int count = 0;
Method *methodList = class_copyMethodList(cls, &count);
for (int i = 0; i接着运行项目，如图:
- class 类型
- dealloc 是否释放。
- _isKVOA 用来标识是KVO生成的类。
- setNickName 观察对象的setter方法。
以上几个方法都是重写方法。
添加观察后，isa会指向动态生成的NSKVONotifying_RoPerson这个类，那么这个isa会指回来吗，我们分析下。
我们在dealloc打个断点，运行项目，如图所示：
9
从上图可以看出[self.person removeObserver:self forKeyPath:@"nickName"];执行之前，self.person的isa指向的NSKVONotifying_RoPerson，移除后指向了RoPerson。
由此说明isa在移除观察后重新指向了原来的类。
那么NSKVONotifying_RoPerson这个类会消失吗？
我们在ViewController打印一下。代码如下：
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
[self printClasses:[RoPerson class]];
}
- (void)printClasses:(Class)cls{
// 注册类的总数
int count = objc_getClassList(NULL, 0);
// 创建一个数组， 其中包含给定对象
NSMutableArray *mArray = [NSMutableArray arrayWithObject:cls];
// 获取所有已注册的类
Class* classes = (Class*)malloc(sizeof(Class)*count);
objc_getClassList(classes, count);
for (int i = 0; i接着运行项目，如图：
从这可以看出NSKVONotifying_RoPerson并不会销毁。
我们都知道KVO重写了setter方法，那么这个setter方法是谁的呢，NSKVONotifying_RoPerson还是RoPerson，我们来看下，如下图：
添加观察后，这里可以看出NSKVONotifying_RoPerson在后台默默的帮我们做事情，前台给我们显示的还是RoPerson这个类。
NSKVONotifying_RoPerson中的class方法重写打了马赛克。
NSKVONotifying_RoPerson中的dealloc销毁的时候把isa指回去。
NSKVONotifying_RoPerson中的setNickName做了什么事情。我们接着看。
KVO是针对setter方法监听，那么成员变量就永远监听不到。
我们先贴下RoPerson的代码：
.h代码：
#import
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface RoPerson : NSObject{
@public
NSString *name;
}
@property (nonatomic, copy) NSString *nickName;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
.m代码：
#import "RoPerson.h"
@implementation RoPerson
- (void)setNickName:(NSString *)nickName{
_nickName = nickName;
}
@end
我们在Controller添加对name的观察，看下能否打印。
如图所示：
可以看出nickName有监听到，而name没有监听到，由此证实了KVO是对属性的setter方法监听，无法监听成员变量。
这个setter方法是谁的呢，我们来看下。
我们在dealloct中移除person的观察者断点，运行项目，如图所示：
当移除观察者时，这里的self.person的isa已经指向了RoPerson，打印出来了ro值，这里的setter方法是RoPerson的。
如下图：
我们再bt查看堆栈：
如下图：
*frame #2: 0x0000000100719c58 Foundation
-[NSObject(NSKeyValueObservingPrivate) _changeValueForKeys:count:maybeOldValuesDict:maybeNewValuesDict:usingBlock:] + 646 frame #3: 0x000000010071a51a Foundation-[NSObject(NSKeyValueObservingPrivate) _changeValueForKey:key:key:usingBlock:] + 68
frame #4: 0x000000010071314c Foundation`_NSSetObjectValueAndNotify + 269*
在赋值的时候，在这里处理后，才会进入setter方法。
结论
这是个人对KVO的一些理解和看法，欢迎大家来学习和交流。