KVO

KVO即key-value-observing，鍵值觀察，是一種觀察者模式的實現機制(另一種為Notification)。KVO提供了一種機制，指定一個被觀察對象(如student對象)，當被觀察對象student的某個屬性(如name)發生改變時觀察者對象(如teacher)會收到通知，同時作出相應處理(這孩子，怎么能隨便改名呢，把你家長叫來)。

1.KVO的應用步驟
  • 注冊觀察者，實施監聽:
[student addObserver:teacher forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];

參數說明：
1）student:被觀察者對象
2）teacher:觀察者對象，該對象必須實現
observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 方法
3）forKeyPath:被觀察者的屬性名，必須和被觀察者屬性名相同
4）options:屬性配置，有四個值：

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, NSKeyValueObservingOptions) {
//接收方法中傳入屬性變化后的新值，鍵為NSKeyValueChangeNewKey
NSKeyValueObservingOptionNew = 0x01,
//接收方法中傳入屬性變化前的舊值，鍵為NSKeyValueChangeOldKey
NSKeyValueObservingOptionOld = 0x02,
//注冊之后會立刻調用接收方法，可以在程序第一次運行時做一些初始化操作，
如果配置了NSKeyValueObservingOptionNew，change參數內容會包含新值
NSKeyValueObservingOptionInitial NS_ENUM_AVAILABLE(10_5, 2_0) = 0x04,
//接收方法會在屬性變化前后分別調用一次，變化前的通知change參數包含鍵值對：notificationIsPrior = 1。
NSKeyValueObservingOptionPrior NS_ENUM_AVAILABLE(10_5, 2_0) = 0x08
}

5）context:接收一個C指針，可以為kvo的回調方法傳值。

  • 在回調方法處理屬性變化
    每當監聽的keypath發生改變就會調用該方法：
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
if (context == &PrivateKVOContext) {
if ([keyPath isEqualToString:@"name"]) {
            NSString *oldName = change[NSKeyValueChangeOldKey];
            NSString *newName = change[NSKeyValueChangeNewKey];
      }
   }
}

參數說明：
1）keyPath：被監聽的keyPath , 用來區分不同的KVO監聽；
2）object：被觀察對象，可以獲得修改后的屬性值；
3）change：保存信息改變的字典（可能有舊的值，新的值等）

默認change參數會包含一個NSKeyValueChangeKindKey鍵值對，傳遞被監聽 屬性的變化類型：
enum {
//屬性被重新設置
NSKeyValueChangeSetting = 1,
//表示更改的是集合屬性，分別代表插入、刪除、替換操作
NSKeyValueChangeInsertion = 2,
NSKeyValueChangeRemoval = 3,
NSKeyValueChangeReplacement = 4
};
typedef NSUInteger NSKeyValueChange;

如果NSKeyValueChangeKindKey參數是針對集合屬性的三個之一，change 參數還會包含一個NSKeyValueChangeIndexesKey鍵值對，表示變化的index。
4）context：上下文，可以用來區分不同的KVO監聽。

  • 移除觀察者
    因為添加觀察者并不會retain，所以即使被觀察者被釋放了，其監聽信息仍舊存在，如果不將觀察者移除就會出現崩潰。
[student removeObserver:teacher forKeyPath:@"name" context:&PrivateKVOContext];
2.KVO的簡單應用實例

KVO的常用場景是在MVC中同步model和UI，實現這樣的需求：點擊view的時候更新model的(person)數據并觸發UI同步。可以看到應用KVO輕松的監聽到模型數據的變化，進而在回調中更新UI。


pic8-1.gif
@interface ViewController ()
- (IBAction)randomAge:(UIButton *)sender;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *ageLabel;
@property (strong, nonatomic) Person *person;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.person = [[Person alloc]init];
//創建觀察者
[self.person addObserver:self
forKeyPath:@"myAge"
options:NSKeyValueObservingOptionNew
context:nil];

}
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
//UI同步
self.ageLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"%@",change[NSKeyValueChangeNewKey]];
}

- (IBAction)randomAge:(UIButton *)sender {
//更新model數據
self.person.myAge = arc4random() % 100 ;
}

- (void)dealloc {
//移除觀察者
[self removeObserver:self forKeyPath:@"myAge"];
}
@end
3.手動鍵值觀察

在以上KVO的應用中通過創建觀察者，在屬性變化時就會自動發出通知，而有些場景需要人為的控制通知的發送，這需要重寫被觀察者對象屬性的getter/setter方法。

#import "Person.h"

@implementation Person
{
NSUInteger myAge;
}

- (NSUInteger)myAge {
return myAge;
}

- (void)setMyAge:(NSUInteger)newAge {
//發送通知：鍵值即將改變
[self willChangeValueForKey:@"myAge"];
myAge = newAge;
//發送通知：鍵值已經修改
[self didChangeValueForKey:@"myAge"];
}

//當設置鍵值之后，通過此方法，決定是否發送通知
+ (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key {
//當key為myAge時，手動發送通知
if ([key isEqualToString:@"myAge"]) {
return NO;
}
//當為其他key時，自動發送通知
return [super automaticallyNotifiesObserversForKey:key];
}

@end
4.設置屬性之間的依賴

假設我要監聽一個color屬性的變化，而一個color又與三原色相關，每種原色又由不同的組分構成，如此我們就需要監聽N個原色屬性的變化，每個原色屬性變化就去設置color的值，我的天，太麻煩了，事情總是有解決的辦法：KVO給我們提供了這種鍵之間的依賴方法

+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffecting<Key>;

//設置屬性依賴，屬性greenComponent，依賴于屬性lComponent和屬性aComponent
+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingGreenComponent {
return [NSSet setWithObjects:@"lComponent", @"aComponent",nil];
}

+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingRedComponent {
return [NSSet setWithObject:@"lComponent"];
}

+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingBlueComponent {
return [NSSet setWithObjects:@"lComponent", @"bComponent", nil];
}

+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingColor {
return [NSSet setWithObjects:@"redComponent", @"greenComponent",@"blueComponent", nil];
}

通過color的屬性依賴設置，在原色組分lComponent、aComponent、bComponent發生變化時觀察者仍能收到color變化的通知。

5.KVO機制

前面已經了解到KVO的基本用法，那么KVO底層是如何實現的呢？Let me think，既然KVO能夠監聽屬性的變化，那么在被觀察者屬性的set方法中判斷如果屬性值發生了變化就向觀察者發送通知就可以實現，似乎很簡單，但事實是KVO并沒有對被觀察者進行顯示地重寫set方法，那應該在哪重寫set方法呢？
蘋果通過isa混寫(isa-swizzling)來實現KVO。當創建觀察者觀察一個對象person時，KVO機制會動態的創建一個名為NSKVONotifying_Person的新類(繼承自person的本類Person)并將對象person的isa指針從Person類指向NSKVONotifying_Person(在這里只需要知道對象isa指針指向哪個類，對象就會到哪個類去尋找對應方法)。到這里我們應該找到了重寫set方法的地方，只要在NSKVONotifying_Person中重寫了Person的對應觀察屬性name的set方法，在被觀察對象person的屬性name被修改的時候會調用NSKVONotifying_Person中該屬性的set方法，在set方法中完成相應的通知工作從而實現了屬性變化的監聽。由此可以知道只有當屬性值是通過set方法修改的時KVO才有效，例如在Person中有這樣一個方法：

//不是通過set方法修改的，不會觸發KVO
- (void)changeName {
_name = @"newName";
}

KVO測試：

//輔助代碼
static NSArray *ClassMethodNames(Class c) {
NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
unsigned int methodCount = 0;
Method *methodList = class_copyMethodList(c, &methodCount);
unsigned int i;
for (i = 0; i < methodCount; i++) {
[array addObject:NSStringFromSelector(method_getName(methodList[i]))];
}
free(methodList);
return array;
}

static void PrintDescription(NSString *name, id obj) {
struct objc_object *objcet = (__bridge struct objc_object *)obj;
Class cls = objcet->isa;
NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"%@: %@\n\tNSObject class %s\n\tlibobjc class %s : super class %s\n\timplements methods <%@>",
name,
obj,
class_getName([obj class]),
class_getName(cls),
class_getName(class_getSuperclass(cls)),
[ClassMethodNames(cls) componentsJoinedByString:@", "]];
printf("%s\n", [str UTF8String]);
}

// 測試代碼
Person *person1 = [[Person alloc] init];
Person *person2 = [[Person alloc] init];

[person2 addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:NULL];
PrintDescription(@"person1", person1);
PrintDescription(@"person2", person2);
//輸出
person1: <Person: 0x60800002fec0>
NSObject class Person
libobjc class Person : super class NSObject
implements methods <.cxx_destruct, name, setName:>
person2: <Person: 0x60800002fee0>
NSObject class Person
libobjc class NSKVONotifying_Person : super class Person
implements methods <setName:, class, dealloc, _isKVOA>

可以看到被觀察者對像person2的類已經被改為NSKVONotifying_Person了，并且重寫了setName方法(在set方法里實現通知)。此外當我們試著打印person2對象的類([person2 class])時，仍然是Person。所以在NSKVONotifying_Person中除了重寫相應的setter，還重寫了class方法，讓它返回原先的類。

PS: I am xinghun who is on the road.

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