iOS基础黑科技:KVO(键值观察)以及KVC(键值编码)

96
MichaelLee_
2017.12.19 22:00 字数 1561

一、前言:

许多大神的博客都有关于KVO以及KVC的分析,在这里我整理一下自己关于KVO以及KVC的理解。求大神们轻喷~~


二、基本概念:

1、键值编码(KVC):顾名思义,键值编码是一种访问对象属性的机制。通常情况下我们会应用点语法(xxx.name)来访问一个对象中的属性。通过KVC,我们可以只使用属性名字的字符串(也就是键)来间接访问和操作对象的属性(但其实在KVC的底层实现中,还是会调用相应属性的存取方法,如果对应的存取方法存在的话),同时,利用KVC可以访问对象中的私有变量,而不仅仅是公开的属性。在NSKeyValueCoding.h的头文件中可以看到相应的方法声明。

2、键值观察(KVO):键值观察是一种通知机制能够使得被观察对象的属性在发生变化的时候通知观察者,类似于一种target-action的机制,是Cocoa中观察者模式的一种实现。通常键值观察会协同键值编码来一起使用。在NSKeyValueObserving.h头文件中可以看到跟KVO相关的方法。


三、基本使用:


如上图所示,利用KVC可以修改对象中的私有变量

其他的一些功能,例如:当找不到键名称对应的属性或者变量的时候,可以使用- (id)valueForUndefinedKey:(NSString *)key 来处理;

在设置值之前检验键名字是否有效: (BOOL)validateValue:(inout id  _Nullable __autoreleasing *)ioValue forKey:(NSString *)inKey error:(out NSError * _Nullable __autoreleasing *)outError;

以及利用键值编码的集合操作符来对集合元素属性进行操作:集合键路径.@操作符.属性键路径(例如有一个items的NSArray的属性和一个price的float型属性,我们可以通过集合操作符 items.@count 以及 @sum.price 来分别计算元素个数以及总和)


四、KVC的设置变量值的搜索模式:

(1)首先会搜索对应属性名称的存取方法,也就是setter以及getter方法,如果有就直接调用存取方法。

(2)如果要访问的变量没有存取方法(例如私有的实例变量或者没有自动生成存取方法的属性值),那么会首先检查类方法检查类方法:+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly,如果该类方法返回Yes,就会按照名称顺序:_key、_isKey、key、isKey来搜索实例变量;如果该类方法返回NO,就会调用setValue:forUndefinedKey: 或者 valueForUndefinedKey:的方法。

下面我们来实验一下KVC的搜索模式:


首先我们设置四个名称按照上述规则命名的私有变量,然后调用KVC赋值方法,打印出四个私有变量的值。


从结果可以看到,KVC搜索机制会最先搜索以_key为名称命名的变量

接着我们注释掉一些变量,看看是否符合我们预期的结论:


如上图所示,搜索机制完全符合上述的结论。


(3)KVC 与点语法比较:用点语法编译器会做预编译检查,访问不存在的属性编译器会报错,但是用 KVC 方式编译器无法做检查, 如果有错误只能运行的时候才能发现。相比点语法用 KVC 方式 KVC 的效率会稍低一点,但是较为灵活,可以在程序运行时决定访问哪些属性,并且用 KVC 可以访问对象的私有成员变量,访问速度方面,通过点语法访问变量比使用KVC访问变量要快,因为点语法是直接访问存取方法,没有响应复杂的搜索机制。


五、KVO的实现原理:

KVO的实现原理,其实就是运行时使用了指针混淆,也就是所谓的 isa-swizzling 黑科技。(isa是一个很重要的指针,每一个实例和类都有一个isa指针,实例变量的isa指针指向对应的类,而类的isa指针指向其元类,在方法调用的运行时实现,其实就是根据isa指针找到所在的类或者元类,接着在类或者元类的方法列表中寻找。)

具体的指针混淆机制就是:当某个实例(例如Person类的实例per,继承自NSObject)作为被观察者,调用KVO的 addObserver方法时,在运行时会动态生成Person的一个特殊的子类,之所以说它特殊,是因为这个子类的名称是按照规则命名的,对于Person类,就会创建一个名为NSKVONotifying_Person的子类(类名前缀就是规定的NSKVONotifying_),在这个子类中,运行时会重写要监听属性的setter方法(注意对于没有监听的属性,是不会重写setter方法的),class方法,dealloc方法,还有一个名为_isKVOA的方法,然后重点来了,运行时会把实例per的 isa 指针指向修改,原本是指向Person类,修改为指向NSKVONotifying_Person类,也就是新创建的 “特殊” 子类,利用KVO调用的被监听属性的存取方法,就是这个子类重写的存取方法。下面我们来验证一下:


首先写一个函数,利用runtime获取一个类里面的方法。


  因为不能直接访问类里面的isa指针,我们这里反过来证明,假设存在个名为 NSKVONotifying_Person 的类,我们尝试去获取它,因为如果不存在的话,会直接返回nil,这样我们就可以判断是否存在这个类。

  如上图所示,我们成功获取了NSKVONotifying_Person这个类,并且打印出了里面的方法,确实发现重写了name属性的setter方法,并且重写了class,所以我们调用 [per class] 时,是返回 Person,而不是NSKVONotifying_Person。可以看见,NSKVONotifying_Person 的父类就是Person,因此,上述结果验证了开始的说法。


下一篇文章我们具体探讨一下运行时是如何实现指针混淆的~~~

iOS开发知识点
Gupao