OC观察者模式之KVO的使用与思考

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引言：

不管用哪一种语言进行软件开发，咱们都会接触到设计模式，我的认为设计模式存在的意义在于：在某些需求下，采用适合的设计模式，使代码结构合理，从而提升代码的可读性、可扩展性、可移植性，此文将要讨论的是OC开发中的一种经常使用模式之一：观察者模式之KVO。
KVO俗称键值观察（key-value observe），键值观察是当被观察的对象属性发生改变时，会通知到观察对象的一种机制。

目录：

一、KVO的做用
二、KVO的使用方法
三、KVO的实现原理
四、KVO与KVC、代理、通知的区别
五、KVO实现过程当中的注意事项

不管用哪一种语言进行软件开发，咱们都会接触到设计模式，我的认为设计模式存在的意义在于：在某些需求下，采用适合的设计模式，使代码结构合理，从而提升代码的可读性、可扩展性、可移植性，此文将要讨论的是iOS开发中的一种经常使用模式之一：观察者模式之KVO。咱们先看下官方文档给的KVO介绍：



翻译过来就是：KVO是运用isa混写技术实现自动观察键值的。isa指针是指向对象的类，本质上是指向类中的方法实现。当一个对象注册观察者时，这个对象的isa指针被修改指向一个中间类。永远不要用isa来判断一个类的继承关系，而是应该用class方法来判断类的实例。

KVO俗称键值观察（key-value observe）,键值观察是当被观察的对象属性发生改变时，会通知到观察对象的一种机制。

1.KVO的做用

一、监听带有状态的基础控件，如开关、按钮等；

二、监听字符串的改变，当监听的字符串改变时，来作一些自定义的操做；

三、当数据模型的数据发生改变时，视图组件能动态的更新，及时显示数据模型更新后的数据，好比tableview中数据发生变化进行刷新列表操做，监听 scrollView的contentOffset属性监听页面的滑动.

2.KVO的使用方法

KVO的使用可分为自动监听和手动监听。

1.自动监听

1.1自动监听操做步骤：

（1）添加观察者
（2）在观察者中添加观察键值方法
（3）在dealloc中移除监听

1.2示例代码：

建立两个类ModelA和ModelB，两个类中都添加属性“des”，在控制器中，将B添加为A的观察者。代码以下：

ModelA中代码：




ModelB中代码：




控制器中代码：



控制器中添加观察者的方法调用的是以下的类方法：

- (void)addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString 
*)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options 
context:(nullable void *)context

各个参数说明：

@param observer 被监听的对象
@param keyPath 被监听对象的属性名，不可为空,为空崩溃
@param options 有4种
（1）NSKeyValueObservingOptionNew 把更改以前的值提供给处理方法
（2）NSKeyValueObservingOptionOld 把更改以后的值提供给处理方法
（3）NSKeyValueObservingOptionInitial 把初始化的值提供给处理方法，一旦注册，立马就会调用一次。一般它会带有新值，而不会带有旧值。
（4）NSKeyValueObservingOptionPrior 分2次调用。在值改变以前和值改变以后
@param context 上下文

上述示例代码的运行结果以下所示：



2.手动监听



意思就是说：当某些须要控制监听过程的场景下，就须要手动监听，好比：为了尽可能减小没必要要的触发通知操做，或者当多个更改同时具有的时候才调用属性改变的监听方法。

实现手动监听的要点主要包括这几部分：


a.重写

(BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key

b.在set方法中在赋值的先后分别调用

willChangeValueForKey和didChangeValueForKey


2.1实现部分属性的手动监听


在animal.h中添加两个属性age和name，在animal.m中关闭age的自动监听功能，其它属性依然能够自动监听，在控制其中实现添加按钮点击按钮的时候改变age的值，并触发监听方法，代码以下：

animal类：



要实现类方法 automaticallyNotifiesObserversForKey，并在其中设置对特定的 key 不自动发送通知（返回 NO 便可）。这里要注意，对其它非手动实现的 key，要转交给 super 来处理[1,2,3]。

控制器：





当不点击按钮的时候，打印结果只打印了name属性的值：



当点击按钮以后，会手动触发监听，打印结果以下：



2.2全部属性都手动监听（禁止自动监听）

若是须要禁用该类KVO的话直接automaticallyNotifiesObserversForKey返回NO。

将animal.m中的类方法修改以后：



运行以后不点击按钮的话，age和name属性都不会自动调用监听方法：


 

点击了按钮以后，只有实现了手动监听的age属性调用了监听方法：

3.KVO的实现原理


当某一个类的实例第一次使用KVO的时候，系统就会在运行期间动态的建立该类的一个派生类，该类的命名规则通常是以NSKVONotifying为前缀，以本来的类名为后缀。而且将原型的对象的isa指针指向该派生类。同时在派生类中重载了使用KVO的属性的setter方法，在重载的setter方法中实现真正的通知机制，正如前面咱们手动实现KVO同样。这么作是基于设置属性会调用setter方法，而经过重写就得到了 KVO 须要的通知机制。固然前提是要经过遵循 KVO 的属性设置方式来变动属性值，若是仅是直接修改属性对应的成员变量，是没法实现 KVO 的[4,5]。

4.KVO与KVC、代理、通知的区别

1.与KVC的不一样？

KVC，便是指 NSKeyValueCoding，一个非正式的 Protocol，提供一种机制来间接访问对象的属性,而不是经过调用Setter、Getter方法等 显式的存取方式去访问。KVO 就是基于 KVC 实现的关键技术之一。

KVO，即Key-Value Observing，它提供一种机制，当指定的对象的属性被修改后，对象就会接受到通知。

2.与delegate的不一样？

和delegate同样，KVO和NSNotification的做用都是类与类之间的通讯。可是与delegate不一样的是：这两个都是负责发送接收通知，剩下的事情由系统处理，因此不用返回值；而delegate 则须要通讯的对象经过变量(代理)联系；delegate只是一对一，而这两个能够一对多。delegate是很是严格的语法，须要定义不少代码。


3.和notification的区别？

notification比KVO多了发送通知的一步。二者都是一对多，可是对象之间直接的交互，notification明显得多，须要notificationCenter来作为中间交互。而KVO如咱们介绍的，设置观察者->处理属性变化，至于中间通知这一环，则隐秘多了，只留一句“交由系统通知”，具体的可参照以上实现过程的剖析。notification的优势是监听不局限于属性的变化，还能够对多种多样的状态变化进行监听，监听范围广，例如键盘、先后台等系统通知的使用也更显灵活方便[6,7]。

5.KVO实现过程当中的注意事项

iOS 10如下会有这些状况，iOS11不会出现这些状况，可是为了代码的严谨性，以及以防出现没法预知的错误，仍是避开这些比较好。

一、添加观察者次数与remove次数不匹配致使程序崩溃

连续对同一属性添加观察者是能够的，可是也要保证在移除观察者的时候也要移除对应次，否则可能会引起崩溃（iOS11以上不会崩溃）。

当对同一个keypath进行两次removeObserver时会致使程序crash，这种状况经常出如今父类有一个kvo，父类在dealloc中remove了一次，子类又remove了一次的状况下。不要觉得这种状况不多出现！当你封装framework开源给别人用或者多人协做开发时是有可能出现的，并且这种crash很难发现。不知道你发现没，目前的代码中context字段都是nil，那可否利用该字段来标识出到底kvo是superClass注册的，仍是self注册的？咱们能够分别在父类以及本类中定义各自的context字符串，而后在dealloc中remove observer时指定移除的自身添加的observer。这样iOS就能知道移除的是本身的kvo，而不是父类中的kvo，避免二次remove形成crash[8]。

二、移除不存在的观察者（iOS11以上不会崩溃）

当某个对象并无添加观察者时，却执行了移除观察者的操做，也会致使程序崩溃，此处不附相关代码。

三、被观察者销毁时还存在观察者（iOS11以上不会崩溃）

这种状况常出如今复杂逻辑下，观察者先于被观察者销毁[9]

四、KVO 行为是同步的，而且发生与所观察的值发生变化的一样的线程上。没有队列或者 Run-loop 的处理。手动或者自动调用 -didChange… 会触发 KVO 通知。

因此，当咱们试图从其余线程改变属性值的时候咱们应当十分当心，除非能肯定全部的观察者都用线程安全的方法处理 KVO 通知。一般来讲，咱们不推荐把 KVO 和多线程混起来。若是咱们要用多个队列和线程，咱们不该该在它们互相之间用 KVO[10]。


参考资料：
[1]https://www.jianshu.com/p/d447660bed7e
[2]https://www.jianshu.com/p/91c41292b5b9
[3]https://www.jianshu.com/p/5a1c58aacb23
[4]https://www.cnblogs.com/yang-shuai/p/8556326.html
[5]https://www.cnblogs.com/PSSSCode/p/5506577.html 
[6]http://www.mamicode.com/info-detail-515516.html
[7]https://www.songma.com/news/txtlist_i38955v.html
[8]https://www.cnblogs.com/wengzilin/p/4346775.html
[9]https://segmentfault.com/a/1190000016896055
[10]https://www.jianshu.com/p/b9f020a8b4c9

关于做者：小幸运，iOS软件开发工程师，参与普元Dev客户端OC代码的维护及新功能开发；使用普元移动开发平台开发邮政移动平台项目邮我行app。热爱互联网技术，努力拓宽技术面的程序媛一枚。



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