iOS KVO详解

1、KVO 是什么？

KVO 是 Objective-C 对观察者设计模式的一种实现。【另一种是：通知机制（notification），详情参考：iOS 趣谈设计模式——通知】；
KVO 提供一种机制，指定一个被观察对象(例如 A 类)，当对象某个属性(例如 A 中的字符串 name)发生更改时，对象会得到通知，并做出相应处理；【且不须要给被观察的对象添加任何额外代码，就能使用 KVO 机制】

在 MVC 设计架构下的项目，KVO 机制很适合实现 mode 模型和 view 视图之间的通信。
例如：代码中，在模型类A建立属性数据，在控制器中建立观察者，一旦属性数据发生改变就收到观察者收到通知，经过 KVO 再在控制器使用回调方法处理实现视图 B 的更新；(本文中的应用就是这样的例子.)

2、实现原理？

KVO 在 Apple 中的 API 文档以下：

Automatic key-value observing is implemented using a technique called 
isa-swizzling… When an observer is registered for an attribute of an object the isa pointer of the observed object is modified, pointing to an intermediate class rather than at the true class … 

KVO 的实现依赖于 Objective-C 强大的 Runtime，从以上 Apple 的文档能够看出苹果对于 KVO 机制的实现是一笔带过，而具体的细节没有过多的描述，可是咱们能够经过 Runtime 的所提供的方法去探索【可参考：Runtime的几个小例子】，关于KVO 机制的底层实现原理。为此啊左从网上的一些关于 KVO 的资料总结了有关的内容：

基本的原理：

当观察某对象 A 时，KVO 机制动态建立一个对象A当前类的子类，并为这个新的子类重写了被观察属性 keyPath 的 setter 方法。setter 方法随后负责通知观察对象属性的改变情况。

深刻剖析：

Apple 使用了 isa 混写（isa-swizzling）来实现 KVO 。当观察对象A时，KVO机制动态建立一个新的名为：NSKVONotifying_A 的新类，该类继承自对象A的本类，且 KVO 为 NSKVONotifying_A 重写观察属性的 setter 方法，setter 方法会负责在调用原 setter 方法以前和以后，通知全部观察对象属性值的更改状况。
（备注： isa 混写（isa-swizzling）isa：is a kind of ； swizzling：混合，搅合；）

①NSKVONotifying_A 类剖析：在这个过程，被观察对象的 isa 指针从指向原来的 A 类，被 KVO 机制修改成指向系统新建立的子类 NSKVONotifying_A 类，来实现当前类属性值改变的监听；
因此当咱们从应用层面上看来，彻底没有意识到有新的类出现，这是系统“隐瞒”了对 KVO 的底层实现过程，让咱们误觉得仍是原来的类。可是此时若是咱们建立一个新的名为“NSKVONotifying_A”的类，就会发现系统运行到注册 KVO 的那段代码时程序就崩溃，由于系统在注册监听的时候动态建立了名为 NSKVONotifying_A 的中间类，并指向这个中间类了。
（isa 指针的做用：每一个对象都有 isa 指针，指向该对象的类，它告诉 Runtime 系统这个对象的类是什么。因此对象注册为观察者时，isa 指针指向新子类，那么这个被观察的对象就神奇地变成新子类的对象（或实例）了。） 于是在该对象上对 setter 的调用就会调用已重写的 setter，从而激活键值通知机制。
—>我猜，这也是 KVO 回调机制，为何都俗称KVO技术为黑魔法的缘由之一吧：内部神秘、外观简洁。
②子类setter方法剖析：KVO 的键值观察通知依赖于 NSObject 的两个方法:willChangeValueForKey:和 didChangevlueForKey:，在存取数值的先后分别调用 2 个方法：
被观察属性发生改变以前，willChangeValueForKey:被调用，通知系统该 keyPath 的属性值即将变动；当改变发生后， didChangeValueForKey: 被调用，通知系统该 keyPath 的属性值已经变动；以后， observeValueForKey:ofObject:change:context: 也会被调用。且重写观察属性的 setter 方法这种继承方式的注入是在运行时而不是编译时实现的。
KVO 为子类的观察者属性重写调用存取方法的工做原理在代码中至关于：

-(void)setName:(NSString *)newName{ [self willChangeValueForKey:@"name"]; //KVO 在调用存取方法以前总调用 [super setValue:newName forKey:@"name"]; //调用父类的存取方法 [self didChangeValueForKey:@"name"]; //KVO 在调用存取方法以后总调用 } 

3、特色：

观察者观察的是属性，只有遵循 KVO 变动属性值的方式才会执行 KVO 的回调方法，例如是否执行了 setter 方法、或者是否使用了 KVC 赋值。
若是赋值没有经过 setter 方法或者 KVC，而是直接修改属性对应的成员变量，例如：仅调用 _name = @"newName"，这时是不会触发 KVO 机制，更加不会调用回调方法的。
因此使用 KVO 机制的前提是遵循 KVO 的属性设置方式来变动属性值。

 

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[应用部分]

4、步骤

• 1.注册观察者，实施监听；
• 2.在回调方法中处理属性发生的变化；
• 3.移除观察者
  
  

五.实现方法（苹果 API 文档中的方法）：

A.注册观察者：

//第一个参数 observer：观察者 （这里观察self.myKVO对象的属性变化） //第二个参数 keyPath： 被观察的属性名称(这里观察 self.myKVO 中 num 属性值的改变) //第三个参数 options： 观察属性的新值、旧值等的一些配置（枚举值，能够根据须要设置，例如这里可使用两项） //第四个参数 context： 上下文，能够为 KVO 的回调方法传值（例如设定为一个放置数据的字典） [self.myKVO addObserver:self forKeyPath:@"num" options: NSKeyValueObservingOptionOld|NSKeyValueObservingOptionNew context:nil]; 

B. 属性(keyPath)的值发生变化时，收到通知，调用如下方法:

//keyPath:属性名称 //object:被观察的对象 //change:变化先后的值都存储在 change 字典中 //context:注册观察者时，context 传过来的值 -(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSString *,id> *)change context:(void *)context { } 

6、上代码~:

1.新建项目

UI界面设计以下：
第一个是便签，用于显示 num 数值，关联 ViewController 并命名为：label；
第二个是按钮，用于改变 num 的数值，关联 ViewController 并命名为：changeNum。

 

 

 

2.模型建立

【新建一个 File，选择 Cocoa Touch Class，命名为“myKVO”，记得选择Subclass of “NSObject”.】代码以下：

（myKVO.h）：

@interface myKVO : NSObject @property (nonatomic,assign)int num; //属性设置为int类型的 num@end 

（myKVO.m）：

#import "myKVO.h" @implementation myKVO @synthesize num; @end 

3.在 ViewController 中监听并响应属性改变。

（ViewController.h）：

#import <UIKit/UIKit.h> @interface ViewController : UIViewController @property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *label;//便签 label - (IBAction)changeNum:(UIButton *)sender; //按钮事件 @end 

（ViewController.m）：

#import "ViewController.h" #import "myKVO.h" @interface ViewController () @property (nonatomic,strong)myKVO *myKVO; @end @implementation ViewController - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; self.myKVO = [[myKVO alloc]init]; /*1.注册对象myKVO为被观察者: option中， NSKeyValueObservingOptionOld 以字典的形式提供 “初始对象数据”; NSKeyValueObservingOptionNew 以字典的形式提供 “更新后新的数据”; */ [self.myKVO addObserver:self forKeyPath:@"num" options: NSKeyValueObservingOptionOld|NSKeyValueObservingOptionNew context:nil]; } /* 2.只要object的keyPath属性发生变化，就会调用此回调方法，进行相应的处理：UI更新：*/ -(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSString *,id> *)change context:(void *)context{ // 判断是否为self.myKVO的属性“num”: if([keyPath isEqualToString:@"num"] && object == self.myKVO) { // 响应变化处理：UI更新（label文本改变） self.label.text = [NSString stringWithFormat:@"当前的num值为：%@", [change valueForKey:@"new"]]; //change的使用：上文注册时，枚举为2个，所以能够提取change字典中的新、旧值的这两个方法 NSLog(@"\\noldnum:%@ newnum:%@",[change valueForKey:@"old"], [change valueForKey:@"new"]); } } /*KVO以及通知的注销，通常是在-(void)dealloc中编写。 至于不少小伙伴问为何要在didReceiveMemoryWarning？由于这个例子是在书本上看到的，因此试着使用它的例子。 但小编仍是推荐把注销行为放在-(void)dealloc中。(严肃脸😳) */ - (void)didReceiveMemoryWarning { [super didReceiveMemoryWarning]; /* 3.移除KVO */ [self.myKVO removeObserver:self forKeyPath:@"num" context:nil]; } //按钮事件 - (IBAction)changeNum:(UIButton *)sender { //按一次，使num的值+1 self.myKVO.num = self.myKVO.num + 1; } @end 

调试：便签label初始化没有数值，当每次点击按钮后，label记录的num随之增长，代表按钮使属性num增长的同时，KVO机制发送通知，并调用observeValueForKeyPath:方法使UI更新。（本文Demo下载连接：KVO演示Demo）

7、拓展-->

1.KVC 与 KVO 的不一样？

KVC(键值编码)，即 Key-Value Coding，一个非正式的 Protocol，使用字符串(键)访问一个对象实例变量的机制。而不是经过调用 Setter、Getter 方法等显式的存取方式去访问。
KVO(键值监听)，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，前提是执行了 setter 方法、或者使用了 KVC 赋值。

2.和 notification(通知)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。
（参照通知机制第五节系统通知名称内容）

3.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 通常是一对一，而这两个能够一对多。

4.涉及技术：

KVC/KVO 实现的根本是 Objective-C 的动态性和 Runtime ，以及访问器方法的实现；

总结:

对比其余的回调方式，KVO 机制的运用的实现，更多的由系统支持，相比 notification、delegate 等更简洁些，而且可以提供观察属性的最新值以及原始值；可是相应的在建立子类、重写方法等等方面的内存消耗是很巨大的。因此对于两个类之间的通讯，咱们能够根据实际开发的环境采用不一样的方法，使得开发的项目更加简洁实用。


另外须要注意的是，因为这种继承方式的注入是在运行时而不是编译时实现的，若是给定的实例没有观察者，那么 KVO 不会有任何开销，由于此时根本就没有 KVO 代码存在。可是即便没有观察者，委托和 NSNotification 仍是得工做，这也是KVO此处零开销观察的优点。

转自：https://www.jianshu.com/p/e59bb8f59302