iOS底層原理 18 :KVO的原理

一、KVO的初體驗

KVO的步驟:
  • 1.添加觀察
  • 2.observe回調
  • 3.在合適位置更改觀察屬性的值
  • 4.在dealloc里移除觀察
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.person  = [LGPerson new];
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"nick" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:NULL];
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    self.person.nick = [NSString stringWithFormat:@"%@+",self.person.nick];
}
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
    NSLog(@"%@",change);
}
- (void)dealloc{
    [self.person removeObserver:self forKeyPath:@"dateArray"];
}

二、KVO的其他用法

1、切換手動與自動
  • 自動開關 (默認)
+ (BOOL) automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key{
    return YES;
}
  • 手動開關
+ (BOOL) automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key{
    return NO;
}

- (void)setNick:(NSString *)nick{
    [self willChangeValueForKey:@"nick"];
    _nick = nick;
    [self didChangeValueForKey:@"nick"];
}
2、路徑的處理
@implementation LGPerson
// 下載進度 -- writtenData/totalData
+ (NSSet<NSString *> *)keyPathsForValuesAffectingValueForKey:(NSString *)key{
    
    NSSet *keyPaths = [super keyPathsForValuesAffectingValueForKey:key];
    if ([key isEqualToString:@"downloadProgress"]) {
        NSArray *affectingKeys = @[@"totalData", @"writtenData"];
        keyPaths = [keyPaths setByAddingObjectsFromArray:affectingKeys];
    }
    return keyPaths;
}
- (NSString *)downloadProgress{
    if (self.writtenData == 0) {
        self.writtenData = 1.0;
    }
    if (self.totalData == 0) {
        self.totalData = 100;
    }
    return [[NSString alloc] initWithFormat:@"%f",1.0f*self.writtenData/self.totalData];
}
@end

@implementation LGViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.person  = [LGPerson new];
    // 4: 路徑處理
    // 下載的進度 = 已下載 / 總下載
   [self.person addObserver:self forKeyPath:@"downloadProgress" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];
}
@end
3、數組屬性的監聽
@interface LGPerson : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *dateArray;
@end

@implementation LGViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.person  = [LGPerson new];
    // 1: 數組觀察
    self.person.dateArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:1];
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"dateArray" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    // KVC 集合 array
    [[self.person mutableArrayValueForKey:@"dateArray"] addObject:@"1"];
}

三、KVO的原理分析

首先我們斷點到self.person = [[LGPerson alloc] init]后面,然后打印self.person的isaLFPerson


接著我們點擊Step Next,然后程序執行完[self.person addObserver:self forKeyPath:@"nickName" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL],我們再次查看self.person的isa,卻發現是NSKVONotifying_LGPerson

由此,我們猜測:KVO的底層改變了self.person的isa指向,并動態的創建了LGPerson的子類NSKVONotifying_LGPerson

接下來 我們添加如下代碼:

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // KVO 底層原理
    self.person = [[LGPerson alloc] init];
   // 打印LGPerson的方法
    [self printClassAllMethod:[LGPerson class]];
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"nickName" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:NULL];
    // 打印LGPerson的方法
    [self printClassAllMethod:[LGPerson class]];
    // 打印NSKVONotifying_LGPerson的方法
    Class cls = objc_getClass("NSKVONotifying_LGPerson");
    [self printClassAllMethod:cls];
}

// 打印cls的方法
- (void)printClassAllMethod:(Class)cls{
    unsigned int count = 0;
    NSLog(@"以下為%@的方法列表:",NSStringFromClass(cls));
    Method *methodList = class_copyMethodList(cls, &count);
    for (int i = 0; i<count; i++) {
        Method method = methodList[i];
        SEL sel = method_getName(method);
        IMP imp = class_getMethodImplementation(cls, sel);
        NSLog(@"%@-%p",NSStringFromSelector(sel),imp);
    }
    free(methodList);
}

打印的結果:


從打印的結果來看:
添加KVO,沒有對LGPerson的進行添加方法的操作,而是對其子類動態的添加setNickName方法,也就是從寫了父類的setNickName方法,動態的添加了+(Class)class, -(void)dealloc方法。

接下來我們在dealloc里面斷點,在未執行remove操作前,self.person的isa指向NSKVONotifying_LGPerson


在執行remove操作后,self.person的isa指向LGPerson

綜合上述,我們推測:

  • 動態的創建NSKVONotifying_LGPerson子類,并添加方法

    1. 添加class : class的指向是LGPerson

    2.添加setter(即: 重寫setter方法)

  • 將對象的isa指向NSKVONotifying_LGPerson:object_setClass(self, newClass);

  • 將觀察者信息保存在關聯屬性的NSKVO_AssiociateKey的可變數組中

  • 在重寫的setter方法里面:

    • 將消息轉發給父類,所以我們看到LGPerson里面的setNickName也會調用
    • 消息發送(將觀察者作為消息的接受者, observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 作為 SEL)
  • 在移除監聽時,將self.person的isa重新指向父類LGPerson

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