文章目錄

• 1. 簡介
• 2. 基本使用
• • 2.1 設置觀察者
  • 2.2 接收屬性改變消息
  • 2.3 移除觀察者
  • 2.4 KVO 使用實例
• 3. 原理剖析
• • 3.1 KVO 的實現
  • 3.2 NSKVONotifying_XXX類探究
  • 3.3 NSKVONotifying_XXX 中 setter 方法的實現
• 4. 面試題解析
• • 4.1 KVO的是如何實現的？
  • 4.2 如何手動觸發KVO？
  • 4.3 直接改變成員變量會觸發KVO嗎？
• 參考資料

1. 簡介

KVO 是 Key Value Observe 的縮寫，主要通過為需要監聽的對象屬性設置觀察者，讓觀察者接收到屬性值改變的消息通知，是 iOS 對觀察者模式的一種實現。

2. 基本使用

2.1 設置觀察者

當我們需要這個為某個對象設置觀察者時，可以使用一下方法：

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

方法中各參數的含義：

• observer：觀察者對象

• keyPath：需要觀察的屬性在對象中的路徑，相關解釋如下：

  // 汽車類 @interface Car : NSObject @property (nonatomic, copy) NSString *brandName; // 汽車品牌名稱 @end// Person 類 @interface Person : NSObject @property (nonatomic, assign) NSInteger age; // 年齡 @property (nonatomic, strong) Car *car; // 持有的汽車對象 @endPerson *p = [Person new]; // 如果要監聽這個人的年齡，keyPath 為 @"age" // 如果要監聽這個人的汽車的品牌名稱，keyPath 為 @"car.brandName"

• options：監聽選項，用于設置屬性改變后需要接收的值。該枚舉類型的定義如下：

  typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, NSKeyValueObservingOptions) {// 提供屬性改變后的新值NSKeyValueObservingOptionNew = 0x01,// 提供屬性改變前的舊值 NSKeyValueObservingOptionOld = 0x02,// 如果指定，則在添加觀察者的時候（注冊方法返回前）立即發送一個通知給觀察者，NSKeyValueObservingOptionInitial API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = 0x04,// 如果指定，則在每次修改屬性時，會在修改通知被發送之前預先發送一條通知給觀察者，與-willChangeValueForKey:被觸發的時間是相對應的。NSKeyValueObservingOptionPrior API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = 0x08 };

• context：上下文信息，會隨著監聽到的信息一起傳給觀察者，可以設置為nil。

2.2 接收屬性改變消息

如果某個類成為了觀察者，就需要重寫以下方法。當監聽的屬性值被改變時，方法就會被調用。

/// @param keyPath 發生改變的屬性路徑 /// @param object 對應的觀察者對象 /// @param change 可以根據監聽選項獲取到相應值的字典 /// @param context 在注冊觀察者時傳入的上下文信息 - (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context;

2.3 移除觀察者

我們可以通過兩種以下方法移除觀察者。根據 Foundation 框架中的注釋表述，通常我們只要使用方法 2 就可以了。

但是當我們對同一個對象的同一屬性多次添加同一個觀察者，但傳入不同的上下文信息(context)時，我們就必須要使用方法 1 進行移除，同時傳入的上下文信息(context)要與添加時相對應。

// 1 - (void)removeObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath context:(nullable void *)context API_AVAILABLE(macos(10.7), ios(5.0), watchos(2.0), tvos(9.0));// 2 - (void)removeObserver:(NSObject *)observerforKeyPath:(NSString *)keyPath;

注意：addObserver: 和 removeObserver: 必須成對出現，否則會在觀察者被釋放后，因為收到 KVO 監聽的消息導致 Crash。官方建議在 init 方法中添加觀察者，dealloc方法中移除觀察者，以保證它們可以成對出現。

2.4 KVO 使用實例

接下來我們以一個簡單的實例來演示 KVO 的使用。首先創建一個只包含 age 屬性的 Person，用來作為被監聽的對象。

/// Person 類 @interface Person : NSObject @property(nonatomic, assign) NSInteger age; // 年齡屬性 @end

在本例中，我們給 person 對象的 age 屬性添加一個監聽器，當用戶點擊屏幕時，會更改 person 對象的 age 屬性的值，進行觸發 KVO。

@interface ViewController () @property (nonatomic, strong) Person *person; // person對象 @end@implementation ViewController- (void)dealloc {// 移除觀察者[self.person removeObserver:self forKeyPath:@"age"]; }- (void)viewDidLoad {[super viewDidLoad];// 初始化，并設置 age 的初始值self.person = [[Person alloc] init];self.person.age = 18;// 監聽選項，這里選擇“原來的值”和“改變后的值”NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;// 為屬性 person 添加觀察者[self.person addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil]; }/// 屏幕的觸摸事件 - (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {// 改變 age 的值self.person.age = 19; }- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {NSLog(@"keyPath: %@,\n object: %@,\n change: %@,\n context: %@", keyPath, object, change, context); }@end

在點擊屏幕之后，我們可以看到控制臺打印出了以下信息：

可以看到，我們可以根據監聽選項獲取到該屬性改變前和改變后的值。通常我們會根據 keyPath 和 object 來區分對不同屬性的監聽，然后改變的值來進行相應操作。

3. 原理剖析

學習一樣知識，不能總停留在使用的表層，應該深入去學習它內部的實現原理，下面我們就一步步學習 KVO 的實現原理。

3.1 KVO 的實現

我們利用 runtime 提供的 object_getClass() 函數去獲取對象在添加 KVO 監聽前和添加 KVO 監聽后，isa 指針所指向的類對象。

NSLog(@"person 添加KVO監聽之前 - %@", object_getClass(self.person));// 監聽選項，這里選擇“原來的值”和“改變后的值” NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld; // 為屬性 person 添加觀察者 [self.person addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:nil];NSLog(@"person 添加KVO監聽之后 - %@", object_getClass(self.person));

程序運行后可以看到控制臺打印的結果：

可以發現，在添加 KVO 監聽前，person 對象的 isa 指針是指向 Person 類對象的；而在添加了 KVO 監聽后，person 對象的 isa 指針是指向了一個叫 NSKVONotifying_Person 的類對象。

這說明，KVO 的實現是通過 runtime API 生成一個叫 NSKVONotifying_XXX 的類，然后將被監聽對象的 isa 指針指向該類對象，以此為基礎來實現的。

3.2 NSKVONotifying_XXX類探究

為了能夠探究 NSKVONotifying_XXX 的作用，我們可以利用下面的方法將它內部的方法列表打印出來。

// 打印類中所有的方法 - (void)printMethodNamesOfClass:(Class)cls {unsigned int outCount;// 獲取方法數組Method *methodList = class_copyMethodList(cls, &outCount);// 存儲方法名NSMutableString *methodNames = [NSMutableString string];// 遍歷所有方法for (int i = 0; i < outCount; i++) {// 獲取方法Method method = methodList[i];// 獲取方法名NSString *methodName = NSStringFromSelector(method_getName(method));[methodNames appendString:methodName];if (i != outCount - 1) {[methodNames appendString:@", "];}}free(methodList); // 需要手動釋放方案列表內存NSLog(@"%@", methodNames); }

在添加了 KVO 之后，我們通過下面代碼，打印 NSKVONotifying_XXX 中包含的方法。

[self printMethodNamesOfClass:object_getClass(self.person)];

控制臺的打印結果如下，可以看到其中包含 setAge:, class, dealloc 和 _isKVOA 四個方法。

從我們的開發經驗中，我們不難猜測， KVO 是通過在生成的 NSKVONotifying_XXX 類中重寫 setter 方法來實現的。

而對與其他三個方法，這里也給出基于經驗猜測的參考解釋：

• class 是為了對外屏蔽生成 NSKVONotifying_XXX 類，使用者還是認為自己正在使用的是原來的類。

  我們在添加 KVO 之后，利用 class 方法獲取 person 的類，可以發現返回的還是 Person，這也側面驗證了上述的想法。

  NSLog(@"person 添加KVO監聽之后 - %@", [self.person class]);

• dealloc 是用于在對象銷毀前進行收尾工作。

• _isKVO 是為了判斷該類是否為了 KVO 而生成的。

3.3 NSKVONotifying_XXX 中 setter 方法的實現

@implementation Person- (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key {NSLog(@"[BEGIN] willChangeValueForKey:");[super willChangeValueForKey:key];NSLog(@"[END] willChangeValueForKey:"); }- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key {NSLog(@"[BEGIN] didChangeValueForKey:");[super didChangeValueForKey:key];NSLog(@"[END] didChangeValueForKey:"); }@end

4. 面試題解析

4.1 KVO的是如何實現的？

通過 runtime API 生成 NSKVONotifying_XXX 類，在其中重寫所監聽屬性的 setter 方法，然后將被監聽對象的 isa 指針該類對象。

于是，當被監聽屬性的值通過 setter 方法被修改之后，就會觸發 KVO。

4.2 如何手動觸發KVO？

我們可以通過調用 willChangeValueForKey: 和 didChangeValueForKey: 來觸發 KVO。假如我們在 3.1 的例子中要手動觸發 KVO，可以使用下面的代碼。

[self.person willChangeValueForKey:@"age"]; [self.person didChangeValueForKey:@"age"];

4.3 直接改變成員變量會觸發KVO嗎？

@interface Person : NSObject {@publicNSInteger _age; // 成員變量 } @property(nonatomic, assign) NSInteger age; // 屬性 @end

我們直接對成員變量 _age 進行修改，是不會觸發 KVO的。因為 KVO 的觸發，需要調用到生成 NSKVONotifying_Person 類中的 setter 方法，直接修改成員變量是不會經過 setter 方法的，所以不會觸發 KVO。

參考資料

• https://www.cnblogs.com/496668219long/p/4470923.html
• https://www.jianshu.com/p/badf5cac0130

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的KVO 从基本使用到原理剖析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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