KVO底层原理
- KVO概述
- KVO常用方法
- 注册监听器
- 详细解释
- 1. 系统不会增加观察者对象的引用计数
- 2. 对象释放后观察者不会自动置空
- 3. 需要自己持有观察者对象的强引用
- 示例代码
- Person 类
- Observer 类
- main 函数
- 解释
- 删除监听器
- 监听器对象的监听回掉方法
- KVO内部实现
- _NSSetLongLongValueAndNotify
KVO概述
KVO是为了监听一个对象的某个属性值是否发生变化。在属性值发生变化的时候，肯定会调用其setter方法。所以KVO的本质就是监听 被监听对象有没有调用被监听属性对应的setter方法。
KVO常用方法
-(void)addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context;
注册监听器
- 监听器对象为observer，被监听对象为消息的发送者即方法的调用者在回调函数中会被回传
- 监听的属性路径为keyPath支持点语法的嵌套
- 监听类型为options支持按位或来监听多个事件类型
- 监听上下文context主要用于在多个监听器对象监听相同keyPath时进行区分
- 添加监听器只会保留监听器对象的地址，不会增加引用，也不会在对象释放后置空，因此需要自己持有监听对象的强引用，该参数也会在回调函数中回传
对于第5条，防崩溃，正确使用方式如下：
这句话解释了KVO机制中的一个关键点：当你向一个对象添加观察者时，系统不会增加对观察者对象的引用计数，这意味着观察者对象可能会在被观察对象存活期间被释放。因此，你需要自己持有观察者对象的强引用，以确保观察者在观察期间不会被释放。
详细解释
1. 系统不会增加观察者对象的引用计数
当你调用addObserver:forKeyPath:options:context:方法时，系统只会记录观察者对象的地址，但不会增加它的引用计数。这意味着系统不会自动管理观察者对象的内存。
2. 对象释放后观察者不会自动置空
如果观察者对象被释放，而没有在被观察对象中移除观察者，那么当被观察对象的属性发生变化时，系统仍然会尝试通知已经被释放的观察者，导致崩溃。因此，在观察者对象被释放之前，你需要确保将它从被观察对象的观察列表中移除。
3. 需要自己持有观察者对象的强引用
为了避免观察者对象在观察期间被释放，你需要在合适的位置持有观察者对象的强引用。通常可以在控制器或管理类中将观察者对象作为一个属性来持有。
示例代码
下面是一个示例，展示如何正确持有观察者对象的强引用：
Person 类
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *name;
@end
@implementation Person
@end
Observer 类
@interface Observer : NSObject
@property (nonatomic, strong) Person *person;
@end
@implementation Observer
- (instancetype)init {
self = [super init];
if (self) {
_person = [[Person alloc] init];
[_person addObserver:self
forKeyPath:@"name"
options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld
context:nil];
}
return self;
}
- (void)dealloc {
[_person removeObserver:self forKeyPath:@"name"];
}
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath
ofObject:(id)object
change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change
context:(void *)context {
if ([keyPath isEqualToString:@"name"]) {
NSLog(@"Name changed from %@ to %@",
change[NSKeyValueChangeOldKey], change[NSKeyValueChangeNewKey]);
} else {
[super observeValueForKeyPath:keyPath ofObject:object change:change context:context];
}
}
@end
main 函数
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Observer *observer = [[Observer alloc] init];
observer.person.name = @"John"; // 触发KVO
observer.person.name = @"Doe"; // 触发KVO
}
return 0;
}
解释
-
在Observer类中持有Person对象的强引用：
@property (nonatomic, strong) Person *person;这样可以确保
Person对象在Observer对象的生命周期内不会被释放。 -
在Observer类的init方法中添加观察者：
[_person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:nil]; -
在Observer类的dealloc方法中移除观察者：
[_person removeObserver:self forKeyPath:@"name"];
删除监听器
- 监听器对象为observer，被监听对象为消息的发送者即方法的调用者，应与addObserver方法匹配
- 监听的属性路径为keyPath，应与addObserver方法的keyPath匹配
- 监听上下文context，应与addObserver方法的context匹配
-(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));
监听器对象的监听回掉方法
- keyPath即为监听的属性路径
- object为被监听的对象
- change保存被监听的值产生的变化
- context为监听上下文，由add方法回传
-(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context;
change的值：
- NSKeyValueChangeNewKey - 类型值为id，表示新的属性值
- NSKeyValueChangeOldKey - 类型值为id，表示旧的属性值
- NSKeyValueChangeKindKey - 表示属性变化的类型，类型为NSNumber (包含NSKeyValueChange枚举值)
- NSKeyValueChangeSetting（设置新的值）
- NSKeyValueChangeInsertion（插入元素，通常用于集合）
- NSKeyValueChangeRemoval（移除元素，通常用于集合）
- NSKeyValueChangeReplacement（替换元素，通常用于集合）
- NSKeyValueChangeIndexesKey
- 类型为NSIndexSet
- 表示插入、移除或替换操作的索引。通常用于集合类型的属性，如数组。
- NSKeyValueChangeNotificationIsPriorKey
- 类型为NSNumber
- 如果存在此键且值为YES，则表示这是一个更改前的通知。
综合代码示例：
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath
ofObject:(id)object
change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change
context:(void *)context {
if ([keyPath isEqualToString:@"name"]) {
id newValue = change[NSKeyValueChangeNewKey];
id oldValue = change[NSKeyValueChangeOldKey];
NSNumber *kind = change[NSKeyValueChangeKindKey];
NSIndexSet *indexes = change[NSKeyValueChangeIndexesKey];
NSNumber *isPrior = change[NSKeyValueChangeNotificationIsPriorKey];
NSLog(@"Name changed from %@ to %@", oldValue, newValue);
switch (kind.integerValue) {
case NSKeyValueChangeSetting:
NSLog(@"Setting new value");
break;
case NSKeyValueChangeInsertion:
NSLog(@"Inserting new element");
break;
case NSKeyValueChangeRemoval:
NSLog(@"Removing element");
break;
case NSKeyValueChangeReplacement:
NSLog(@"Replacing element");
break;
}
if (indexes) {
NSLog(@"Changed indexes: %@", indexes);
}
if (isPrior.boolValue) {
NSLog(@"This is a prior notification");
}
} else {
[super observeValueForKeyPath:keyPath ofObject:object change:change context:context];
}
}
KVO内部实现
未使用KVO监听的对象：
使用了KVO监听的对象：
- 重写class方法是为了我们调用它的时候返回跟重写继承类之前同样的内容。KVO底层交换了 NSKVONotifying_Person 的 class 方法，让其返回 Person
- 重写setter方法:在新的类中会重写对应的set方法，是为了在set方法中增加另外两个方法的调用
- (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key
(void)didChangeValueForKey:(NSString *)key
在didChangeValueForKey:方法再调用以下方法
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context
- 重写dealloc方法，销毁新生成的NSKVONotifying_类。
- 重写_isKVOA方法，这个私有方法估计可能是用来标示该类是一个 KVO 机制声称的类。
_NSSetLongLongValueAndNotify
在添加KVO监听方法以后setAge方法变成了_NSSetLongLongValueAndNotify,所以我们可以大概猜测动态监听方法主要就是在这里面实现的
我们可以在终端使用nm -a /System/Library/Frameworks/Foundation.framework/Versions/C/Foundation | grep ValueAndNotify命令来查看NSSet*ValueAndNotify的类型
我们可以在Person类中重写willChangeValueForKey和didChangeValueForKey,来猜测一下_NSSetLongLongValueAndNotify的内部实现
- (void)setAge:(NSInteger)age{
_age = age;
NSLog(@"调用set方法");
}
- (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key{
[super willChangeValueForKey:key];
NSLog(@"willChangeValueForKey");
}
- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key{
NSLog(@"didChangeValueForKey - begin");
[super didChangeValueForKey:key];
NSLog(@"didChangeValueForKey - end");
}
打印结果：
由此得出 _NSSetLongLongValueAndNotify内部实现为：
- 调用willChangeValueForKey方法
- 调用setAge方法
- 调用didChangeValueForKey方法
- didChangeValueForKey方法内部调用observer的observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法
