简介
KVO，全称为Key-Value observing，中文名为键值观察，KVO是一种机制，它允许将其他对象的指定属性的更改通知给对象。
在Key-Value Observing Programming Guide官方文档中，又这么一句话：理解KVO之前，必须先理解KVC（即KVO是基于KVC基础之上）。
KVC是键值编码，在对象创建完成后，可以动态的给对象属性赋值，而KVO是键值观察，提供了一种监听机制，当指定的对象的属性被修改后，则对象会收到通知，所以可以看出KVO是基于KVC的基础上对属性动态变化的监听。
KVO与NSNotificatioCenter的区别
- 相同点
- 两者的设计模式都使用
观察者模式 - 都是用于
对象的监听 - 都能实现
一对多的操作
- 两者的设计模式都使用
- 不同点
- KVO只能用于监听
对象属性的变化，并且属性名都是通过NSString来查找，编译器不会帮你检测对错和补全,纯手敲会比较容易出错 - NSNotification的发送监听（post）的操作我们可以控制，KVO由系统控制
- KVO可以
记录新旧值变化
- KVO只能用于监听
KVO 使用
基本操作
- 注册观察者，
addObserver:forKeyPath:options:context-
observer参数：注册KVO通知的对象，即观察者；观察者必须实现key-value观察方法：observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:。 -
keyPath参数：被观察对象的键值路径，这个值不允许为nil。 -
options参数，这是一个NSKeyValueObservingOptions枚举类型。-
NSKeyValueObservingOptionNew：当告知观察者对象发生变化时，提供新的属性值 -
NSKeyValueObservingOptionOld：当告知观察者对象发生变化时，提供旧的属性值 -
NSKeyValueObservingOptionInitial：通知应该立即发送给观察者，在观察者注册方法甚至返回之前 -
NSKeyValueObservingOptionPrior：在每次更改之前和之后分别向观察者发送通知，而不是在更改之后发送单个通知。这与-willChangeValueForKey:被触发的时间是相对应的。在每次修改属性时，实际上是会发送两条通知。
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context参数：任意的额外数据，我们可以将这些数据作为上下文数据并传递至observeValueForKeyPath:ofObject:change:context方法中。这个参数的意义在于区分同一对象监听同一属性(从属于同一对象)的多个不同的监听。
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- 实现KVO回调，
observeValueForKeyPath:ofObject:change:context-
keyPath参数：被观察对象的属性的键值路径，这个值不允许为nil。 -
object参数：被观察对象。 -
change参数：这是一个字典，它包含了属性被修改的一些信息。这个字典中包含的值会根据我们在添加观察者时设置的options参数的不同而有所不同。change中的内容可通过以下key进行获取。官方提供了以下五种Key。-
NSKeyValueChangeKindKey，提供了发生变化类型的信息。- 返回
NSKeyValueChangeSetting，表示观察对象被设置了一个新值。 - 返回
NSKeyValueChangeInsertion，表示一对多关系的对象中有值被插入。 - 返回
NSKeyValueChangeRemoval，表示一对多关系的对象中有值被移除。 - 返回
NSKeyValueChangeReplacement，表示一对多关系的对象中有值被替换。
- 返回
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NSKeyValueChangeNewKey：观察对象被设置的新值，需要将options设置成NSKeyValueObservingOptionNew。 -
NSKeyValueChangeOldKey：观察对象被设置新值之前的旧值，需要将options设置成NSKeyValueObservingOptionOld。 -
NSKeyValueChangeIndexesKey：当一对多关系的对象中有值被插入、移除或替换，则通过该获取插入、移除或替换的索引。 -
NSKeyValueChangeNotificationIsPriorKey：当options设置成NSKeyValueObservingOptionPrior选项时，可以使用NSKeyValueChangeNotificationIsPriorKey来获取到通知是否是预先发送的，如果是，获取到的值总是@(YES)。
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-
context参数：这个值即是添加观察者时提供的上下文信息。
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- 移除观察者，
removeObserver:forKeyPath:context、removeObserver:forKeyPath-
observer参数：注册KVO通知的对象，即观察者。 -
keyPath参数：被观察对象的键值路径，这个值不允许为nil。 -
context参数：这个值即是添加观察者时提供的上下文信息。
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移除观察者注意点：
- 如果还没有注册成观察者，就要求被移除会导致
NSRangeException异常。正常情况，一次removeObserver:forKeyPath:context:对应于addObserver:forKeyPath:options:context:。或者在removeObserver:forKeyPath:context:中增加try/catch块处理异常。 - 当对象被释放时，观察者不会
自动移除。被观察对象继续发送通知，发送给已释放对象的更改通知会触发内存访问异常。因此，可以确保观察者在从内存中消失之前删除自己。 - KVO协议并不提供接口获取当前对象是否是观察者或被观察者。在构建代码时为了避免相关错误，一个典型方法是在
对象初始化的时候注册成观察者(例如在init或viewDidLoad中)，在对象释放的时候移除观察者(通常在dealloc中)。
KVO自动触发和手动触发
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自动触发
当类方法automaticallyNotifiesObserversForKey返回YES时，表示自动触发KVO。当返回NO时，关闭自动触发KVO。
NSObject提供了一个基本的自动键值变化通知的实现。但不是所有的方法都能自动触发KVO，以下方法能自动触发KVO// Call the accessor method. [account setName:@"Savings"]; //Use setValue:forKey:. [account setValue:@"Savings" forKey:@"name"]; //Use a key path, where 'account' is a kvc-compliant property of 'document'. [document setValue:@"Savings" forKeyPath:@"account.name"]; //Use mutableArrayValueForKey: to retrieve a relationship proxy object. Transaction *newTransaction = <#Create a new transaction for the account#>; NSMutableArray *transactions = [account mutableArrayValueForKey:@"transactions"]; [transactions addObject:newTransaction]; -
手动触发
当automaticallyNotifiesObserversForKey返回NO时，可手动触发KVO。如下：属性的setter方法中，在改变value之前调用willChangeValueForKey，在改变value之后调用didChangeValueForKey，- (void)setName:(NSString *)name{ if (name != _name) { [self willChangeValueForKey:@"name"]; _name = name; [self didChangeValueForKey:@"name"]; } }如果单个操作导致多个属性发生更改，则必须嵌套更改通知。如：
- (void)setBalance:(double)theBalance { [self willChangeValueForKey:@"balance"]; [self willChangeValueForKey:@"itemChanged"]; _balance = theBalance; _itemChanged = _itemChanged+1; [self didChangeValueForKey:@"itemChanged"]; [self didChangeValueForKey:@"balance"]; }如果
集合类型的属性，则在手动触发KVO时，不仅必须指定更改的键，还必须指定更改的类型和涉及的对象的索引。如：- (void)removeTransactionsAtIndexes:(NSIndexSet *)indexes { [self willChange:NSKeyValueChangeRemoval valuesAtIndexes:indexes forKey:@"transactions"]; [self didChange:NSKeyValueChangeRemoval valuesAtIndexes:indexes forKey:@"transactions"]; }
注册 Dependent Keys
在许多情况下，一个属性的值依赖于另一个对象中的一个或多个其他属性的值。如果一个属性的值发生了变化，那么派生属性的值也应该被标记为发生了变化。如何确保为这些依赖属性触发键-值观察通知，取决于关系的基数。
- 一对一情况
- 当属性发生更改时，
手动触发派生属性的KVO。 - 重写
keyPathsForValuesAffectingValueForKey:方法，指明派生属性依赖于哪个属性。 - 实现类方法
keyPathsForValuesAffecting，指明派生属性依赖于哪个属性。 - 实现类方法
keyPathsForValuesAffectingValueForKey:，指明派生属性依赖于哪个属性。
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一对多情况
keyPathsForValuesAffectingValueForKey:方法不能支持to-many的关系。举个例子，比如你有一个 Department 对象，和很多个 Employee 对象。而 Employee 有一个 salary 属性。你可能希望 Department 对象有一个 totalSalary 的属性，依赖于所有的 Employee 的 salary 。
你可以注册 Department 成为所有 Employee 的观察者。当 Employee 被添加或者被移除时，你必须要添加和移除观察者。然后在 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 方法中，根据改变做出反馈。- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context { if (context == totalSalaryContext) { [self updateTotalSalary]; } else // deal with other observations and/or invoke super... } - (void)updateTotalSalary { [self setTotalSalary:[self valueForKeyPath:@"[email protected]"]]; } - (void)setTotalSalary:(NSNumber *)newTotalSalary { if (totalSalary != newTotalSalary) { [self willChangeValueForKey:@"totalSalary"]; _totalSalary = newTotalSalary; [self didChangeValueForKey:@"totalSalary"]; } } - (NSNumber *)totalSalary { return _totalSalary; }
KVO中的isa-swizzling
KVO 的实现用了一种叫isa-swizzling的技术。isa就是指向类的指针，当一个对象的一个属性注册了观察者后，被观察对象的isa就指向了一个系统为我们生成的中间类，而不是我们自己创建的类。在这个类中，系统为我们重写了被观察属性的setter方法。
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中间类
注册KVO观察者后，观察对象的isa指向会发生改变，指向了一个NSKVONotifying_xxx的类。带着这个观点，接下来对代码进行调试分析。
【1】验证注册观察者之后，观察对象的isa是否会发生改变，是否会指向一个NSKVONotifying_xxx的类。//注册观察者之前 (lldb) po object_getClassName(self) "PersonSwizzling" //注册观察者之后 (lldb) po object_getClassName(self) "NSKVONotifying_PersonSwizzling" //object_getClassName const char *object_getClassName(id obj) { return class_getName(obj ? obj->getIsa() : nil); }通过lldb打印信息可以验证，当注册观察者之后，
观察对象的isa发生了变化。并且指向了NSKVONotifying_PersonSwizzling的类。【2】PersonSwizzling 类和 NSKVONotifying_PersonSwizzling 类的关系
//1. 在注册观察者之前，查看当前类的isa以及supperclass //读取对象地址中的内容 (lldb) x/4g self 0x6000038f8410: 0x0000000106a23e80 0x0000000000000000 0x6000038f8420: 0x00007f984be06dc0 0x0000000000000000 //通过对象的isa找到当前实例对象所指向的类 (lldb) p/x 0x0000000106a23e80 & 0x00007ffffffffff8ULL (unsigned long long) $1 = 0x0000000106a23e80 //实例对象指向的类：Person类 (lldb) po $1 PersonSwizzling //读取类地址中的内容 (lldb) x/4g $1 0x106a23e80: 0x0000000106a23ea8 0x00007fff86d54660 0x106a23e90: 0x0000600002ff4740 0x0001801c00000003 //类结构中，第一个参数是类的isa指向，此时指向的是 PersonSwizzling 元类 (lldb) po 0x0000000106a23ea8 PersonSwizzling //类结构中，第二参数是类的父类，此时指向的是 NSObject 类 (lldb) po 0x00007fff86d54660 NSObject注册观察者之前//2. 在注册观察者之后，查看当前类的isa以及supperclass //读取对象地址中的内容 (lldb) x/4g self 0x6000038f8410: 0x00006000008f81b0 0x0000000000000000 0x6000038f8420: 0x00007f984be06dc0 0x0000000000000000 //通过对象的isa找到当前实例对象所指向的类 (lldb) p/x 0x00006000008f81b0 & 0x00007ffffffffff8ULL (unsigned long long) $5 = 0x00006000008f81b0 //当前实例对象指向的类：NSKVONotifying_PersonSwizzling 类 (lldb) po $5 NSKVONotifying_PersonSwizzling //读取类地址中的内容 (lldb) x/4g $5 0x6000008f81b0: 0x00006000008f8240 0x0000000106a23e80 0x6000008f81c0: 0x00007fff20193d20 0x0000000400000000 //类结构中，第一个参数是类的isa指向，此时指向的是 NSKVONotifying_PersonSwizzling 元类 (lldb) po 0x00006000008f8240 NSKVONotifying_PersonSwizzling //类结构中，第二参数是类的父类，此时指向的是 PersonSwizzling 类 (lldb) po 0x0000000106a23e80 PersonSwizzling注册观察者之后由lldb中可以看出，当注册观察后，原本
实例对象的isa由指向PersonSwizzling类修改成指向NSKVONotifying_PersonSwizzling类，而NSKVONotifying_PersonSwizzling类的父类是PersonSwizzling类。【3】NSKVONotifying_PersonSwizzling 类中有什么方法？
1、通过class_copyMethodList方法获取类的方法列表
2、遍历方法列表，获取每个方法的SEL和IMP- (void)printClassAllMethod:(Class)cls{ unsigned int outCount = 0; Method* methodList = class_copyMethodList(cls, &outCount); for(int i = 0; i通过lldb打印输出可查看到
NSKVONotifying_PersonSwizzling类中方法的SEL和IMP。2021-03-19 15:47:34.199551+0800 KVODemo[93742:5454700] sel:setName:, imp:0x7fff207bbb57(Foundation`_NSSetObjectValueAndNotify) 2021-03-19 15:47:39.892224+0800 KVODemo[93742:5454700] sel:class, imp:0x7fff207ba662(Foundation`NSKVOClass) 2021-03-19 15:47:45.109027+0800 KVODemo[93742:5454700] sel:dealloc, imp:0x7fff207ba40b(Foundation`NSKVODeallocate) 2021-03-19 15:47:50.819430+0800 KVODemo[93742:5454700] sel:_isKVOA, imp:0x7fff207ba403(Foundation`NSKVOIsAutonotifying)-
setName：观察属性的setter方法 -
class：获取类的方法 -
dealloc：对象释放的方法 -
_isKVOA：判断是否自动触发KVO的方法
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中间类总结
- 在注册观察者之后，实例对象的isa会指向一个由系统生成的
NSKVONotifying_PersonSwizzling类，NSKVONotifying_PersonSwizzling继承自NSKVONotifying_PersonSwizzling。 - 在移除观察者之后，实例对象的isa会修改回指向
PersonSwizzling类 -
NSKVONotifying_PersonSwizzling类中会重写观察属性的setter方法、class方法、dealloc方法、_isKVOA方法。 -
NSKVONotifying_PersonSwizzling类一旦注册到内存中，为了考虑后续的重用问题，中间类将一直存在内存中。
- 在注册观察者之后，实例对象的isa会指向一个由系统生成的
-
自定义KVO
大概了解了KVO的过程，接下来根据了解的KVO的三步骤自定义VKO流程。-
注册观察者：
- 判断对象属性是否有Setter方法，若没有的话，则不允许继续执行KVO
- 动态生成子类（
重点）
2.1 获取当前类的类名，拼接当前类名，生成一个新的类名HQKVONotifying_xxx
2.2 根据新的类名，通过NSClassFromString函数获取一个类结构的指针
2.3 使用objc_allocateClassPair完善新的类
2.4 通过objc_registerClassPair函数将类注册至内存
2.5 重写新类的class方法，如果没有重映射，自定的KVO在注册前后的实例对象person的class就会看到是不一致的，返回的isa更改后的类，即中间类
2.6 重写新类的setter方法
2.7 重写新类的delloc方法 - 修改实例对象的isa，使它指向新生成的类
- 保存当前观察者信息
-
当观察属性被设值时
- 将设值的信息先发送给父类，让父类完全属性值的设置
- 发送通知
hq_observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:，通知观察者当前属性的值发生了变化。
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移除观察者
- 将关联对象中保存的观察者信息删掉
- 将实例对象的isa重新指回原来的类
-
自定义KVO Demo
本文中的示例，及自定义KVO 请见Demo地址