前言
- 本文不详细概述
KVO的用法，只结合网上的资料说说对这种技术的底层实现原理。如需参考具体用法移步 KVO具体应用 - 本文探究底层技术参考来源最新官方开源代码objc4-723 需要对
runtime有一定深度的了解参考Runtime 你为何如此之屌？ - 本文具体实现
KVO功能通过Block方式回调，增加KVOds的使用体验。具体实现参考源码
概述
KVO (Key-Value Observing) 是苹果提供的一套事件通知机制。允许对象监听另一个对象特定属性的改变，并在改变时接收到事件。由于 KVO 的实现机制，所以对属性才会发生作用，一般继承自 NSObject 的对象都默认支持 KVO。
KVO 和 NSNotificationCenter 都是 iOS 中观察者模式的一种实现。区别在于，相对于被观察者和观察者之间的关系，KVO 是一对一的，而NSNotificationCenter是一对多的。KVO 对被监听对象无侵入性，不需要修改其内部代码即可实现监听。
KVO 的实现依赖于 OC 强大的 Runtime
KVO 是 Cocoa 提供的一种基于 KVC 的机制
实现原理
KVO 是通过 isa-swizzling 技术实现的(这句话是整个 KVO 实现的重点)。
当某个类的属性对象第一次被观察时，系统就会在运行期动态地创建该类的一个派生类(子类)，在这个派生类中重写基类(父类)中任何被观察属性的setter 方法。派生类在被重写的setter方法内实现真正的通知机制。
如果原类为Person，那么生成的派生类名为NSKVONotifying_Person
，每个类对象中都有一个isa指针指向当前类，当一个类对象的第一次被观察监听，那么系统会偷偷将isa指针指向动态生成的派生类，从而在给被监控属性赋值时执行的是派生类的setter方法。键值观察通知依赖于NSObject 的两个方法: willChangeValueForKey: 和 didChangevlueForKey:在一个被观察属性发生改变之前， willChangeValueForKey:一定会被调用，这就会记录旧的值。而当改变发生后，didChangeValueForKey:会被调用，继而 observeValueForKey:ofObject:change:context: 也会被调用。
KVO的这套实现机制中苹果还偷偷重写了class方法，让我们误认为还是使用的当前类，从而达到隐藏生成的派生类
代码解析
- (void)IS_addObserver:(NSObject *)observer
forKey:(NSString *)key
withBlock:(ISObservingBlock)block
{
//1.
SEL setterSelector = NSSelectorFromString(setterForGetter(key));
Method setterMethod = class_getInstanceMethod(object_getClass(self), setterSelector);
if (!setterMethod) {
NSString *reason = [NSString stringWithFormat:@"Object %@ does not have a setter for key %@", self, key];
@throw [NSException exceptionWithName:NSInvalidArgumentException
reason:reason
userInfo:nil];
return;
}
//2.
Class clazz = object_getClass(self);
NSString *clazzName = NSStringFromClass(clazz);
// if not an KVO class yet
if (![clazzName hasPrefix:kISKVOClassPrefix]) {
clazz = [self makeKvoClassWithOriginalClassName:clazzName];
object_setClass(self, clazz);
}
//3.
// add our kvo setter if this class (not superclasses) doesn't implement the setter?
if (![self hasSelector:setterSelector]) {
const char *types = method_getTypeEncoding(setterMethod);
class_addMethod(clazz, setterSelector, (IMP)kvo_setter, types);
}
// 4.
ISObservationInfo *info = [[ISObservationInfo alloc] initWithObserver:observer key:key block:block];
NSMutableArray *observers = objc_getAssociatedObject(self, kISKVOAssociatedObservers);
if (!observers) {
observers = [NSMutableArray array];
}
[observers addObject:info];
objc_setAssociatedObject(self,kISKVOAssociatedObservers, observers, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
- 通过Method判断是否有这个key对应的selector，如果没有则Crash。
- 判断当前类是否是KVO子类，如果不是则创建，并设置其isa指针。
- 如果没有实现，则添加Key对应的setter方法。
- 将调用对象添加到数组中。
static void kvo_setter(id self, SEL _cmd, id newValue)
{
//1.
NSString *setterName = NSStringFromSelector(_cmd);
NSString *getterName = getterForSetter(setterName);
if (!getterName) {
NSString *reason = [NSString stringWithFormat:@"Object %@ does not have setter %@", self, setterName];
@throw [NSException exceptionWithName:NSInvalidArgumentException
reason:reason
userInfo:nil];
return;
}
id oldValue = [self valueForKey:getterName];
//2.
struct objc_super superclazz = {
.receiver = self,
.super_class = class_getSuperclass(object_getClass(self))
};
// cast our pointer so the compiler won't complain
void (*objc_msgSendSuperCasted)(void *, SEL, id) = (void *)objc_msgSendSuper;
// call super's setter, which is original class's setter method
objc_msgSendSuperCasted(&superclazz, _cmd, newValue);
//3.
// look up observers and call the blocks
NSMutableArray *observers = objc_getAssociatedObject(self,kISKVOAssociatedObservers);
for (ISObservationInfo *each in observers) {
if ([each.key isEqualToString:getterName]) {
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
each.block(self, getterName, oldValue, newValue);
});
}
}
}
- 获取旧值。
- 创建super的结构体，并向super发送属性的消息。这一步不是必须的。系统kvo api没有这一步的实现。
- 遍历调用block。
- (void)IS_removeObserver:(NSObject *)observer forKey:(NSString *)key
{
NSMutableArray* observers = objc_getAssociatedObject(self, kISKVOAssociatedObservers);
ISObservationInfo *infoToRemove;
for (ISObservationInfo* info in observers) {
if (info.observer == observer && [info.key isEqual:key]) {
infoToRemove = info;
break;
}
}
[observers removeObject:infoToRemove];
}
遍历观察者对象数组,移除指定观察者对象。
扩展问题
- [ARC下dealloc过程及.cxx_destruct的探究] (http://blog.sunnyxx.com/2014/04/02/objc_dig_arc_dealloc/)
messageNoObserver: <Message: 0x60400000aeb0>
NSObject class Message
Runtime class Message
implements methods <.cxx_destruct, text, setText:>
message: <Message: 0x604000002f50>
NSObject class Message
Runtime class ISKVOClassPrefix_Message
implements methods <setText:, class>
-
KVO原理分析及使用进阶 测试代码 描述了通过系统API调用KVO前打印信息中有
method Name = dealloc对于这个方法怎么理解？
//使用kvo前
object address : 0x604000239340
object setName: IMP 0x10ea8defe object setAge: IMP 0x10ea94106
objectMethodClass : KVOObject, ObjectRuntimeClass : NSKVONotifying_KVOObject, superClass : KVOObject
object method list
method Name = setAge:
method Name = setName:
method Name = class
method Name = dealloc
method Name = _isKVOA
//使用kvo后
object address : 0x604000237920
object setName: IMP 0x10ddc2770 object setAge: IMP 0x10ddc27d0
objectMethodClass : KVOObject, ObjectRuntimeClass : KVOObject, superClass : NSObject
object method list
method Name = .cxx_destruct
method Name = description
method Name = name
method Name = setName:
method Name = setAge:
method Name = age
参考文章解读以及推荐阅读星级(🌟）——（🌟🌟🌟🌟🌟)
🌟🌟🌟🌟🌟KVO原理分析及使用进阶
1.KVO Cocoa Foundation API使用解析
2.isa指针理解(便于理解isa-swizzling技术)
3.详细的KVO缺点描述
4.手写KVO Block具体实现并阐述了使用手写kvo的注意事项
5.推荐使用手写KVO的使用方式KVOController提供该开源项目源码解析
🌟🌟🌟🌟 KVO具体应用
1.详细描述了KVO的使用
2.详细的原理介绍
3.特别突出的是对NSNotificationCenterDelegateKVO进行了详细的横向对比
4.扩展了KVO相关问题
5.Github项目代码
🌟🌟🌟🌟KVC/KVO原理详解及编程指南
1.详细的代码示例
2.对KVC有特别详尽的使用和原理解析
3.提供结论涉及KVO/KVC的多种使用方式优缺点。
🌟🌟🌟🌟🌟iOS KVO crash 自修复技术实现与原理解析
KVO的安全使用方式，阅读难度偏大。
🌟🌟🌟🌟Runtime 你为何如此之屌？
从苹果开源代码的角度详细描述了runtime的理解和使用
1.简单描述KVO/KVC实现原理
2.附有原理实现图和代码引用
3.引用的文章不错🌟🌟🌟如何自己动手实现 KVO
