KVO 簡介

KVO 鍵值觀察機制，就是觀察指定對象的指定屬性變化情況。

KVO 鍵值觀察 依賴于 KVC 健值編碼

Key-value observing 通常用于 MVC 中，model 與 controller直接的通訊。

繼承于 NSObject 才可以擁有 KVO 機制

兩種 KVO 應用方式

• 自動 KVO
• 手動 KVO

舉個例子，一個 Person 類， 一個 Account 類

• [圖1]

當 Account 的屬性 余額 balance 改變時通知 Person
給 Account 添加觀察者 Person
[account addObserver:person forKeyPath:@"balance" options:options context:context];

• [圖2]

Person 觀察 Account 的屬性變化
Person 中實現觀察者方法 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:

• [圖3]

Account 移除觀察者 Person
[account removeObserver:person forKeyPath:@"balance" context:context]

• [圖4]

這篇文章的重要內容

1. Registering for Key-Value Observing 注冊鍵值觀察的過程

2. Registering Dependent Keys 對于存在 key 依賴的鍵值觀察

3. Key-Value Observing Implementation Details 鍵值觀察的實現細節

1. Registering for Key-Value Observing 注冊鍵值觀察的過程

KVO 生命周期的過程，必須完成下面這三個方法

1. 給被觀察者注冊觀察者 addObserver:forKeyPath:options:context:.
2. 在觀察者里實現方法 接受通知 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:
3. 移除觀察者 removeObserver:forKeyPath: 要在觀察者的內存銷毀之前 移除觀察者機制

- 注冊觀察者 addObserver:forKeyPath:options:context:.

• Options
  Options 影響方法 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 中的 change 字典

  • NSKeyValueObservingOptionOld: change 包含 old value
  • NSKeyValueObservingOptionNew： 'change' 包含 new value
  • NSKeyValueObservingOptionOld|NSKeyValueObservingOptionNew: 即包含 old 也包含 new
  • NSKeyValueObservingOptionInitial : change 中不包含 key 的值，會在 kvo 注冊的時候立即發送通知。
  • NSKeyValueObservingOptionInitial|NSKeyValueObservingOptionNew : 注冊kvo時立即發送通知 change 中有 new 值，這里的 new 值是注冊之前 key 的值。
  • NSKeyValueObservingOptionPrior : 會在值發生改變前發出一次通知，當然改變后的通知依舊還會發出，也就是每次change都會有兩個通知。值變化之前發送通知的 change 中包含一個鍵值對 NSKeyValueChangeNotificationIsPriorKey:@(1), 值發生變化之后的的通知 change 不包含上面提到的 鍵值對, 可以跟 willChange 手動通知搭配使用

  • 具體解釋查看文章: KVO Options 詳細介紹

• Context
  是一個 void * 指針，可以傳任意數據進去，可以防止父類跟子類同時對同一個 key 注冊觀察者造成的異常。

  可以采用下面的方法創建一個 Context

          static void *PersonAccountBalanceContext = &PersonAccountBalanceContext;
          static void *PersonAccountInterestRateContext = &PersonAccountInterestRateContext;
  

  命名規范：static void * 類名+屬性名+Context

- Receiving Notification of a Change 接收通知響應

        所有的觀察者必須實現方法 `observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: message.`

• keyPath : 注冊 KVO 時的 keyPath
• object : 被觀察者對象
• change : 根據注冊 KVO 時 option 不同而展示不同的內容，change中可能會包含 keyPath 變化前后的值，對應的鍵有
  • NSKeyValueChangeOldKey
  • NSKeyValueChangeNewKey

keyPath是個標量或者 c 語言結構體，會把這些包裝成 NSNumber 或 NSValue,

當keyPath 是個容器， change中可能會包含這個容器 inserted,removed,replaced 的情況 對應的鍵有

- `NSKeyValueChangeInsertion`
- `NSKeyValueChangeRemoval` 
- `NSKeyValueChangeReplacement`

keypath 是個 NSIndexSet : change 中可能會包含數組

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath
                      ofObject:(id)object
                        change:(NSDictionary *)change
                       context:(void *)context {
 
     if (context == PersonAccountBalanceContext) {
     // Do something with the balance…
      } else if (context == PersonAccountInterestRateContext) {
    // Do something with the interest rate…
      } else {
                    // Any unrecognized context must belong to super
      [super observeValueForKeyPath:keyPath
                                         ofObject:object
                                           change:change
                                           context:context];
       }
}

- Removing an Object as an Observer 移除觀察者

觀察者被移除之后就不會再接受到通知。

        - (void)unregisterAsObserverForAccount:(Account*)account {
            [account removeObserver:self
                         forKeyPath:@"balance"
                            context:PersonAccountBalanceContext];
         
            [account removeObserver:self
                         forKeyPath:@"interestRate"
                            context:PersonAccountInterestRateContext];
        }

需要注意的地方

• 不要重復移除觀察者，會造成異常，如果不知道這個觀察者是否已經被移除，可以在 try/catch 安全移除觀察者
• 在觀察者內存銷毀之前從觀察者中釋放出來，不然會造成內存異常
• 無法檢測一個對象是否處于觀察者模式中，
  • init 或者 viewDidLoad 中添加觀察者
  • dealloc 中移除觀察者

Automatic Change Notification 自動 KVO 通知

NSObject 提供了自動健值更改通知的實現，自動 KVO 通知依賴于 KVC 編碼機制獲取， KVC method，和 集合代理(collection proxy)mutableArrayValueForKey:

手動 KVO

當你想要控制整個 KVO 的進程可以采用手動 KVO, 比如減少不必要的通知，比如將大量的通知控制到一個通知中。
手動 KVO 跟 自動 KVO 可以共存，比如同一個對象的同一個屬性，可以在父類里自動 KVO, 在子類里手動 KVO, 重寫方法 automaticallyNotifiesObserversForKey即可

• 打開手動 KVO 的開關 automaticallyNotifiesObserversForKey

  + (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)theKey {
  
     BOOL automatic = NO;
     if ([theKey isEqualToString:@"balance"]) {
         automatic = NO;
     }
     else {
         automatic = [super automaticallyNotifiesObserversForKey:theKey];
     }
     return automatic;
  }
  

  • 手動觸發 KVO(一般是在 set 方法里)
    • willChangeValueForKey
    • didChangeValueForKey

    - (void)setBalance:(double)theBalance {
        if (theBalance != _balance) {
            [self willChangeValueForKey:@"balance"];
            _balance = theBalance;
            [self didChangeValueForKey:@"balance"];
        }
    }
    

  • 也可以把多個觸發 KVO 的 key 放到一起

    - (void)setBalance:(double)theBalance {
        [self willChangeValueForKey:@"balance"];
        [self willChangeValueForKey:@"itemChanged"];
        _balance = theBalance;
        _itemChanged = _itemChanged+1;
        [self didChangeValueForKey:@"itemChanged"];
        [self didChangeValueForKey:@"balance"];
    }
    

  • 容器內部更改時，采用采用手動 KVO(當容器內容修改時，會觸發 KVO)
    注意：根據容器變化的類型去設置對應的 NSKeyValueChange
    • NSKeyValueChangeInsertion
    • NSKeyValueChangeRemoval
    • NSKeyValueChangeReplacement

    針對容器對象的 KVO ，需要借用 KVC 機制創建的 容器代理。

  - (void)removeTransactionsAtIndexes:(NSIndexSet *)indexes {
      [self willChange:NSKeyValueChangeRemoval
          valuesAtIndexes:indexes forKey:@"transactions"];
   
      // Remove the transaction objects at the specified indexes.
   
      [self didChange:NSKeyValueChangeRemoval
      valuesAtIndexes:indexes forKey:@"transactions"];
  }
  

2.KVO - 注冊依賴 key

單個關系

重寫下面兩個方法中的一個即可

• keyPathsForValuesAffectingValueForKey

• keyPathsForValuesAffecting<Key>
  用例如下

  + (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingValueForKey:(NSString *)key {
  
      NSSet *keyPaths = [super keyPathsForValuesAffectingValueForKey:key];
   
      if ([key isEqualToString:@"fullName"]) {
          NSArray *affectingKeys = @[@"lastName", @"firstName"];
          keyPaths = [keyPaths setByAddingObjectsFromArray:affectingKeys];
      }
      return keyPaths;
  }
  

  + (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingFullName {
      return [NSSet setWithObjects:@"lastName", @"firstName", nil];
  }
  

多個關系

比如，有個部門類 Department，有個員工類 Employees, 每個員工的薪水都會影響這個部門的總薪水。
可以在 Department 添加、刪除 Employees 的時候，給 Employees 注冊、移除觀察者 Employees

用例如下

```
- (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:@"employees.@sum.salary"]];
}
 
- (void)setTotalSalary:(NSNumber *)newTotalSalary {
 
    if (totalSalary != newTotalSalary) {
        [self willChangeValueForKey:@"totalSalary"];
        _totalSalary = newTotalSalary;
        [self didChangeValueForKey:@"totalSalary"];
    }
}
 
- (NSNumber *)totalSalary {
    return _totalSalary;
}
```

3. KVO 內部實現細節

使用 isa-swizzling 原理
當 對象的屬性注冊到觀察者中時，會創建一個中間類，重寫了被觀察屬性的 setter 方法。

• KVO-demo
• KVO官方文檔 Introduction to Key-Value Observing Programming Guide - KVO官方文檔