探索KVC和KVO的本质

• 原文连接: 探索KVC和KVO的本质
• 这篇文章主要介绍KVO和KVC, 机器底层是如何实现的
• KVO的全称是Key-Value Observing，俗称键值监听，能够用于监听某个对象属性值的改变
• KVO是使用获取其余对象的特定属性变化的通知机制,控制器层的绑定技术就是严重依赖键值观察得到模型层和控制器层的变化通知的
• 对于不依赖控制器层类的应用程序，键值观察提供了一种简化的方法来实现检查器并更新用户界面值
• KVC和KVO都是基于OC的动态特性和Runtime机制的

KVO

添加监听

以下所示, 咱们为person对象添加一个监听

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.person = [[Person alloc]init];
    self.person.age = 10;
    
    // 给person添加KVO监听
    NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil];
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    self.person.age = 10;
}


// 当监听的对象发生改变时就会调用
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    
}
复制代码

上面添加监听的方法

addObserver:forKeyPath:options:context:
监听方法各个参数的做用分别是什么

[object addObserver: observer forKeyPath: @"frame" options: 0 context: nil];
/** object： 被观察者 observer： 观察者 KeyPath: 被观察者索贝观察的属性 options： 有四个值 一、NSKeyValueObservingOptionNew 把更改以前的值提供给处理方法 二、NSKeyValueObservingOptionOld 把更改以后的值提供给处理方法 三、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。 四、NSKeyValueObservingOptionPrior 分2次调用。在值改变以前和值改变以后。 context：上下文，能够带一些参数，任何类型均可以 */
复制代码

当被监听的对象的属性发生改变时就会调用下面的方法

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    
}

/* 1. keyPath: 被监听的属性 2. object: 被监听的对象 3. change 属性变化字典（新／旧） 4. 上下文，与监听的时候传递的一致 */
复制代码

KVO的本质

这里咱们建立两个pweson对象, 可是只对person1实行监听

self.person1 = [[Person alloc]init];
    self.person2 = [[Person alloc]init];
    self.person1.age = 10;
    self.person2.age = 10;
    
    // 给person添加KVO监听
    NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
    [self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil];
复制代码

下面咱们能够在touchesBegan方法中分别添加断点打印两个对象的isa, 以下

• 从上面能够看出,未添加监听的pweson2对象的isa依然是Person, 可是添加KVO监听的person1的isa变成了NSKVONotifying_Person
• NSKVONotifying_Person这个类是由Runtime在运行状态下动态建立的一个类, 是Person的一个子类
• 当咱们对age属性进行赋值操做的时候, 其实调用的是Person类的setAge方法
  • person1经过isa找到其对应的类对象Person类, 并调用Person类的setAge方法
  • person2经过isa找到其对应的类对象NSKVONotifying_Person类, 并调用NSKVONotifying_Person类的setAge方法
  • 两个类的setAge方法的实现是不同的, 后面会详解
• Person和NSKVONotifying_Person对应的类对象以下所示

使用了KVO监听的对象动态生成的NSKVONotifying_Person类

实际上NSKVONotifying_Person类中的setAge:方法内部是调用了Foundation的_NSSetIntValueAndNotify方法, 有兴趣的能够反编译一下Foundation.framwork的源码, 查看其伪代码, 大体的能够推出内部方法的实现, 代码大体以下

- (void)setAge:(int)age
{
    _NSSetIntValueAndNotify();
}

// 伪代码
void _NSSetIntValueAndNotify()
{
    [self willChangeValueForKey:@"age"];
    [super setAge:age];
    [self didChangeValueForKey:@"age"];
}

- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key
{
    // 通知监听器，某某属性值发生了改变
    [oberser observeValueForKeyPath:key ofObject:self change:nil context:nil];
}
复制代码

• 从上面的代码能够看出_NSSetIntValueAndNotify其实重写了willChangeValueForKey和didChangeValueForKey两个方法
• 并且监听属性值变化的是在didChangeValueForKey方法中实现的
• 下面咱们就来验证一下上述代码

首先咱们在Person类内部重写willChangeValueForKey和didChangeValueForKey两个方法, 在运行的过程当中分别加断点进行调试, 以下

- (void)setAge:(int)age{
    _age = age;
    
    NSLog(@"setAge:");
}

- (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key{
    [super willChangeValueForKey:key];
    
    NSLog(@"willChangeValueForKey");
}

- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key{
    NSLog(@"didChangeValueForKey - begin");
    
    [super didChangeValueForKey:key];
    
    NSLog(@"didChangeValueForKey - end");
}
复制代码

而后在以下代码中加断点

// 当监听对象的属性值发生改变时，就会调用
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context
{
    NSLog(@"监听到%@的%@属性值改变了 - %@ - %@", object, keyPath, change, context);
}
复制代码

在输出结果中能够看到代码的执行顺序, 从下面的代码能够看出监听属性的改变实际上是在didChangeValueForKey方法中实现的

setAge:

didChangeValueForKey - begin

监听到<MJPerson: 0x60000389b680>的age属性值改变了 

didChangeValueForKey - end
复制代码

KVC

• KVC全称是Key Value Coding（键值编码），是一个基于NSKeyValueCoding非正式协议实现的机制，它能够直接经过key值对对象的属性进行存取操做，而不需经过调用明确的存取方法
• 这样就能够在运行时动态在访问和修改对象的属性，而不是在编译时肯定
• KVC提供了一种间接访问属性方法或成员变量的机制，能够经过字符串来访问对象的的属性方法或成员变量
• 相关常见的API有

// 通用的访问方法
- (id)valueForKey:(NSString *)key; 
- (void)setValue:(id)value forKey:(NSString *)key;
// 衍生的keyPath方法, 用来进行深层访问（key使用点语法)，也可单层访问：
- (void)setValue:(id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;
- (id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;
复制代码

通用访问方法使用示例

// 使用示例
Person *person = [[Person alloc] init];
 
 // 赋值
[person setValue:@"titan" forKey:@"name"];

// 取值
NSLog(@"-------name = %@",person.name);
NSLog(@"-------name = %@",[person valueForKey:@"name"]);
复制代码

keyPath方法使用示例

//注意，这里要想使用keypath对adress的属性进行赋值，必须先给myself赋一个Address对象
Address *myAddress = [[Address alloc] init];
   
[myself setValue:myAddress forKey:@"address"];
   
//KeyPath为多级访问
[myself setValue:@"rizhao" forKeyPath:@"address.city"];
 
//取值
NSLog(@"-------city = %@",myself.address.city);
NSLog(@"-------city = %@",[myself valueForKeyPath:@"address.city"]);
复制代码

底层原理

setValue:forKey:

0. 咱们先建立一个Person类, 并在Person.h文件中声明一个age属性, 以下

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Person : NSObject

@property (assign, nonatomic) int age;

@end
复制代码

下面咱们在ViewController.m里面调用一下看看

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    Person *person = [[Person alloc]init];
    // 这种方式调用的是setAge方法
    person.age = 10;
    
    // 内部实际上是调用的setAge方法
    [person setValue:@20 forKey:@"age"];
    NSLog(@"%d", person.age);
    // 打印结果20
}
复制代码

• 若是在Person.h文件中没有声明age属性,也就是在Person.m文件中没有默认生成的setAge和getAge方法
• 那么调用setValue方法对age存值的时候就会致使程序崩溃, 并会报出setValue:forUndefinedKey:]的错误
• 如同上图中所示, setValue:forKey:的原理实际上就是先按照setAge:和_setAge:顺序查找方法, 若是找到了对应方法中的一个, 则代码能够执行成功, 下面咱们就一个个验证一下吧

1. 验证setKey和_setKey方法, 代码以下

#import <Foundation/Foundation.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface Person : NSObject

// .h文件中不添加age属性
//@property (assign, nonatomic) int age;

@end
复制代码

在.m文件中分别添加一下两个方法, 侧其中一个方法的时候, 能够先注释掉另一个方法

#import "Person.h"

@implementation Person


- (void)setAge:(int)age {

    NSLog(@"setAge--");
}

- (void)_setAge:(int)age {
    
    NSLog(@"_setAge--");
}
@end
复制代码

而后在ViewController.m调用setValue方法的时候, 能够看到打印对应的输出, 当上述两个方法同事存在的时候, 则会默认执行setAge方法

[person setValue:@20 forKey:@"age"];
复制代码

2. 若是没有setKey:和_setKey:两个方法, 则会继续查找Person.m文件中是否有accessInstanceVariablesDirectly方法, 若是没有程序会奔溃

#import "Person.h"

@implementation Person

+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly {
    // 默认返回值是YES
    return YES;
}
@end
复制代码

• accessInstanceVariablesDirectly方法默认是返回YES的, 若是return NO, 则程序一样会崩溃, 并抛出NSUnknownKeyException异常
• 在return YES的状况下, 会按照顺序查找_key、_isKey、key、isKey等成员变量, 若是找不到依然会抛出NSUnknownKeyException异常
• 下面在Person.h文件中, 分别声明四个变量

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Person : NSObject
{
    @public
    int age;
    int isAge;
    int _age;
    int _isAge;
}
@end
复制代码

在ViewController.m中添加以下代码, 执行结果以下所示

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    Person *person = [[Person alloc]init];

    [person setValue:@20 forKey:@"age"];
    NSLog(@"-----------");
}
复制代码

• 当咱们在Person.h中声明age、isAge、_age、_isAge四个变量的时候, 上述代码会默认赋值给_age变量
• 当咱们不声明_age属性时, 则会默认赋值给_isAge属性, 以此类推依次是age和isAge变量, 有兴趣的能够亲自测试一番

valueForKey

valueForKey经过key进行取值的时候, 取值流程和setValue相似, 途中也比较清晰, 这里就不在赘述了

---

欢迎您扫一扫下面的微信公众号，订阅个人博客！