问题
- iOS用什么方式实现对一个对象的KVO？（KVO的本质是什么？）
- 如何取消系统默认的 KVO 并自己手动触发？
1. 什么是KVO ？
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，则对象就会接受到通知。
简单的说就是每次指定的被观察的对象的属性被修改后，KVO就会自动通知相应的观察者了。
KVO的使用比较简单，基本上都是三步：
1. 注册观察者
addObserver:forKeyPath:options:context:
2. 观察者中实现
observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:
3. 移除观察者
removeObserver:forKeyPath:
2. 探寻KVO底层实现原理
接下来我们通过一个小Demo来探索KVO的底层实现：
1.新建工程后创建一个Person类
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Person : NSObject
@property(nonatomic,copy)NSString *name;
@property(nonatomic,assign)CGFloat height;
@end
-----------------------------------------
#import "Person.h"
@implementation Person
@end
控制器里的代码如下：
#import "ViewController.h"
#import "Person.h"
@interface ViewController ()
@property(nonatomic,strong)Person *p;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
Person * p1 =[[Person alloc] init];
self.p = p1;
p1.name = @"张三";
p1.height = 170;
Person * p2 =[[Person alloc] init];
p2.height = 170;
// 通过methodForSelector找到方法实现的地址
NSLog(@"添加KVO监听之前 - p1 = %p, p2 = %p", [p1 methodForSelector: @selector(setHeight:)],[p2 methodForSelector: @selector(setHeight:)]);
//添加KVO 监控 p 当中 属性height 的改变
[p1 addObserver:self forKeyPath:@"height" options:NSKeyValueObservingOptionNew|NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];
p1.height = 180;
// [p1 changeHeight];
p2.height = 190;
NSLog(@"添加KVO监听之后 - p1 = %p, p2 = %p", [p1 methodForSelector: @selector(setHeight:)],[p2 methodForSelector: @selector(setHeight:)]);
}
//监控属性变化触发的方法..
-(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context
{
if ([keyPath isEqualToString:@"height"]) {
// NSLog(@"%@",change);
}
}
-(void)dealloc
{
[self.p removeObserver:self forKeyPath:@"height"];
}
@end
第一次在添加监听者的时候打断点p对象的isa指针如下：
再往下走一步的时候p的isa指针如下：
再往下走的时候就会出发KVO的监听方法
接下来我们用setValue:forKey（KVC）方法给p的属性赋值：
// p.height = 180;
[p setValue:@(180) forKey:@"height"];
控制台打印结果如下：
接下来我们测试一下直接给p的属性赋值,不通过set方法：
在Person类中添加一个方法：
-(void)changeHeight
{
_height = 200;
}
在控制器类中：
// p.height = 180;
// [p setValue:@(180) forKey:@"height"];
[p changeHeight];
控制台没有打印任何信息，说明没有触发KVO的监听方法：
可见 KVO 是通过 isa-swizzling 实现的。，在 addObserver:forKeyPath:options:context: 之后，对象 p 的isa变为了 NSKVONotifying_Person。
所以，根据上面的isa介绍，响应setAge的方法，实际上是对象p的isa即NSKVONotifying_Person类的 setAge 方法，并不是原Person类的setAge方法。
经过查阅资料我们可以了解到:
NSKVONotifyin_Person中的 setage 方法中其实调用了 Fundation框架中C语言函数 _NSSetDoubleValueAndNotify，_NSSetDoubleValueAndNotify 内部做的操作相当于，首先调用 willChangeValueForKey 将要改变方法，之后调用父类的setage方法对成员变量赋值，最后调用 didChangeValueForKey 已经改变方法。didChangeValueForKey中会调用监听器的监听方法，最终来到监听者的observeValueForKeyPath方法中。
那么，NSKVONotifying_Person是怎么产生的呢？简单的说，是由runtime产生的。
3. 那么如何验证KVO真的如上面所讲的方式实现？
首先经过之前打断点打印 isa 指针，我们已经验证了，在执行添加监听的方法时，会将 isa 指针指向一个通过 runtime 创建的 Person 的子类 NSKVONotifyin_Person。
另外我们可以通过打印方法实现的地址来看一下 p1 和 p2 的 setage 的方法实现的地址在添加 KVO 前后有什么变化。
// 通过methodForSelector找到方法实现的地址
NSLog(@"添加KVO监听之前 - p1 = %p, p2 = %p", [p1 methodForSelector: @selector(setHeight:)],[p2 methodForSelector: @selector(setHeight:)]);
NSLog(@"添加KVO监听之后 - p1 = %p, p2 = %p", [p1 methodForSelector: @selector(setHeight:)],[p2 methodForSelector: @selector(setHeight:)]);
我们发现在添加 KVO 监听之前，p1和p2的 setHeight 方法实现的地址相同，而经过KVO监听之后，p1的 setHeight 方法实现的地址发生了变化，我们通过打印方法实现来看一下前后的变化发现，确实如我们上面所讲的一样，p1 的setHeight 方法的实现由Person类方法中的 setHeight 方法转换为了C语言的Foundation框架的_NSSetDoubleValueAndNotify函数。
Foundation框架中会根据属性的类型，调用不同的方法。我们可以找到Foundation框架文件，通过命令行查询关键字找到相关函数
4.NSKVONotifyin_Person内部结构是怎样的？
首先我们知道，NSKVONotifyin_Person 作为 Person 的子类，其superclass指针指向Person类，并且NSKVONotifyin_Person内部一定对setHeight方法做了单独的实现，那么NSKVONotifyin_Person同 Person 类的差别可能就在于其内存储的对象方法及实现不同。
我们通过runtime分别打印Person类对象和NSKVONotifyin_Person类对象内存储的对象方法
[self printMethods: object_getClass(p2)];
[self printMethods: object_getClass(p1)];
- (void) printMethods:(Class)cls
{
unsigned int count ;
Method *methods = class_copyMethodList(cls, &count);
NSMutableString *methodNames = [NSMutableString string];
[methodNames appendFormat:@"%@ - ", cls];
for (int i = 0 ; i < count; i++) {
Method method = methods[i];
NSString *methodName = NSStringFromSelector(method_getName(method));
[methodNames appendString: methodName];
[methodNames appendString:@" "];
}
NSLog(@"%@",methodNames);
free(methods);
}
上述打印内容如下:
~Person - changeHeight .cxx_destruct name setName: height setHeight:
~NSKVONotifying_Person - setHeight: class dealloc _isKVOA
通过上述代码我们发现 NSKVONotifyin_Person 中有4个对象方法。分别为setHeight: class dealloc _isKVOA，那么至此我们可以画出 NSKVONotifyin_Person 的内存结构以及方法调用顺序。
这里NSKVONotifyin_Person重写class方法是为了隐藏NSKVONotifyin_Person。不被外界所看到。我们在p1添加过KVO监听之后，分别打印p1和p2对象的class可以发现他们都返回Person。
NSLog(@"%@,%@",[p1 class],[p2 class]);
// 打印结果 Person,Person
如果 NSKVONotifyin_Person 不重写class方法，那么当对象要调用class对象方法的时候就会一直向上找来到nsobject，而nsobect的class的实现大致为返回自己isa指向的类，返回p1的isa指向的类那么打印出来的类就是NSKVONotifyin_Person，但是apple不希望将 NSKVONotifyin_Person 类暴露出来，并且不希望我们知道 NSKVONotifyin_Person内部实现，所以在内部重写了class类，直接返回Person类，所以外界在调用p1的class对象方法时，是Person类。这样p1给外界的感觉p1还是Person类，并不知道 NSKVONotifyin_Person 子类的存在。
那么我们可以猜测NSKVONotifyin_Person内重写的class内部实现大致为
- (Class) class {
// 得到类对象，在找到类对象父类
return class_getSuperclass(object_getClass(self));
}
5. 验证didChangeValueForKey:内部会调用observer的observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法
我们在Person类中重写willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:方法，模拟他们的实现。
- (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key
{
NSLog(@"willChangeValueForKey: - begin");
[super willChangeValueForKey:key];
NSLog(@"willChangeValueForKey: - end");
}
- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key
{
NSLog(@"didChangeValueForKey: - begin");
[super didChangeValueForKey:key];
NSLog(@"didChangeValueForKey: - end");
}
通过打印内容可以看到，确实在didChangeValueForKey方法内部已经调用了observer的observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法。
回答问题：
1.iOS用什么方式实现对一个对象的KVO？（KVO的本质是什么？）
答. 当一个对象使用了KVO监听，iOS系统会修改这个对象的isa指针，改为指向一个全新的通过Runtime动态创建的子类，子类拥有自己的set方法实现，set方法实现内部会顺序调用willChangeValueForKey方法、原来的setter方法实现、didChangeValueForKey方法，而didChangeValueForKey方法内部又会调用监听器的observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:监听方法
- 如何取消系统默认的 KVO 并自己手动触发？
答. 被监听的属性的值被修改时，就会自动触发KVO。如果想要手动触发KVO，则需要我们自己调用willChangeValueForKey和didChangeValueForKey方法即可在不改变属性值的情况下手动触发KVO，并且这两个方法缺一不可。
通过以下代码可以验证
- (void) setHeight:(int)height
{
[self willChangeValueForKey:@"height"];
_height = height;
[self didChangeValueForKey:@"height"];
}
// 实现此方法并返回NO，取消系统KVO
+ (BOOL) automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key {
if ([key isEqualToString:@"height"]) {
return NO;
}
return [super automaticallyNotifiesObserversForKey:key];
}
通过打印我们可以发现，didChangeValueForKey方法内部成功调用了observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:，并且 height 的值并没有发生改变。
