概述
KVO 全称KeyValueObserving键值监听，是苹果提供的一套事件通讯机制。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。一般继承自NSObject的对象都默认支持KVO。
对象的属性是否发生变化肯定会调用其setter方法，而KVO的本质是监听对象有没有调用被监听属性的setter方法。
常用方法
使用KVO分三个步骤：
- 添加观察者(注册)。
- 观察者中实现回调。
- 移除观察者(删除)。
/*
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
*/
- (void)addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context;
/*
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));
/*
与上一个方法相同，只是少了context参数
推荐使用上一个方法，该方法由于没有传递context可能会产生异常结果
*/
- (void)removeObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath;
/*
监听器对象的监听回调方法
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;
简单实现
我们创建一个 Person类，然后在类中添加一个name属性和sex属性。
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString* name;
@property (nonatomic, strong) NSString* sex;
@end
@implementation Person
-(instancetype)init{
self = [super init];
if (self) {
_name = @"liangtong";
_sex = @"M";
}
return self;
}
然后我们观察这个Person实例对象的name属性
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
_person = [[Person alloc] init];
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[_person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:options context:@"123"];
_person.name = @"joker";
}
// 当监听对象的属性值发生改变时，就会调用
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
NSLog(@"监听到%@的%@属性值改变了 - %@ - %@", object, keyPath, change, context);
}
-(void)dealloc{
[_person removeObserver:self forKeyPath:@"name"];
_person = nil;
}
执行程序，然后log信息如下
2019-01-26 15:53:08.545313+0800 runtime_kvo[5666:1724236] 监听到isa : NSKVONotifying_Person
superclass : Person
setName IMP : 0x1096ea63a
setSex IMP: 0x1093914d0的name属性值改变了 - {
kind = 1;
new = joker;
old = liangtong;
} - 123
注册观察者后，当我们通过.给对象属性进行赋值时，最终会通知观察者具体的改变。例子中，我们会在监听回调中得到keypath 为 name，context为123的object变更。
实现原理
为了能够看到更多的细节，我们重写Person类的description方法。
/****
* 重写description，展示更多信息
***/
-(NSString*)description{
NSString* className = NSStringFromClass(object_getClass(self));
NSString* superclass = NSStringFromClass(class_getSuperclass(object_getClass(self)));
IMP setNameIMP = [self methodForSelector:@selector(setName:)];
IMP setSexIMP = [self methodForSelector:@selector(setSex:)];
NSString* desc = [NSString stringWithFormat:@"isa : %@ \n \
superclass : %@ \n \
setName IMP : %p \n \
setSex IMP: %p",
className,superclass,setNameIMP,setSexIMP];
return desc;
}
在注册观察者前后分别打印_person实例对象的信息，如下
2019-01-26 15:59:23.528750+0800 runtime_kvo[5734:1745208] Before Observe---------------->
isa : Person
superclass : NSObject
setName IMP : 0x100dca430
setSex IMP: 0x100dca490
2019-01-26 15:59:23.529090+0800 runtime_kvo[5734:1745208] After Observe---------------->
isa : NSKVONotifying_Person
superclass : Person
setName IMP : 0x10112363a
setSex IMP: 0x100dca490
2019-01-26 15:59:23.529278+0800 runtime_kvo[5734:1745208] 监听到isa : NSKVONotifying_Person
superclass : Person
setName IMP : 0x10112363a
setSex IMP: 0x100dca490的name属性值改变了 - {
kind = 1;
new = joker;
old = liangtong;
} - 123
我们可以看到，注册KVO监听后，_person对象的isa指针由Person类变成了NSKVONotifying_Person类。而superclass由NSObject变成了Person类。setName:的方法实现发生了变更（由0x100dca430变成了0x10112363a）而setSex:的未发生变更。
我们大致可以猜到KVO是通过isa-swizzling技术实现的。
- 在运行期间根据原类创建一个中间类（NSKVONotifying_xxx），这个中间类是原类的子类。
- 动态修改了对象的
isa指向中间类。 - 中间类重写了被监听属性的
setter方法，没有监听的属性setter方法则不会被重写。- 重写属性的
setter方法在修改之前会调用willChangeValueForKey:方法。 - 重写属性的
setter方法在修改之后会调用didChangeValueForKey:方法。 - 通过添加断点，我们可以看到在修改之后，会调用
NSKeyValueNotifyObserver。 - 最终会调用到
observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法中。
- 重写属性的
- 重写delloc方法，销毁新生成的NSKVONotifying_Person类。
猜测与验证
通过以上，我们猜测如果阻止系统自动调用属性的willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:方法，可能会阻止KVO的事件传递。于是我们在Person类中重写以下方法
/**
* 当key未name时候，不自动触发相关的setter
**/
+ (BOOL) automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key {
if ([key isEqualToString:@"name"]) {
return NO;
}
return [super automaticallyNotifiesObserversForKey:key];
}
继续运行刚才的代码，结果如下
2019-01-26 16:28:54.434002+0800 runtime_kvo[6071:1853052] Before Observe---------------->
isa : Person
superclass : NSObject
setName IMP : 0x104ea4400
setSex IMP: 0x104ea4460
2019-01-26 16:28:54.434228+0800 runtime_kvo[6071:1853052] After Observe---------------->
isa : Person
superclass : NSObject
setName IMP : 0x104ea4400
setSex IMP: 0x104ea4460
果真未自动触发KVO！！
那么问题来了，我们可以通过手动出发KVO吗？如果我们手动调用被阻止的两个方法，可以出发KVO吗？为了测试我们的猜想，我们给Person类的sex属性的setter中，添加相关代码。
-(void)setSex:(NSString *)sex{
_sex = sex;
//通过手动调用setter，测试能否触发KVO
[self willChangeValueForKey:@"name"];
_name = @"Hello Ketty";
[self didChangeValueForKey:@"name"];
}
修改下运行的代码，之前是通过name的setter进行操作，现在我们换成调用sex的setter，如下
_person.sex = @"F";
结果如下：
2019-01-26 16:35:28.746294+0800 runtime_kvo[6174:1872068] Before Observe---------------->
isa : Person
superclass : NSObject
setName IMP : 0x10b9c2400
setSex IMP: 0x10b9c2320
2019-01-26 16:35:28.746496+0800 runtime_kvo[6174:1872068] After Observe---------------->
isa : Person
superclass : NSObject
setName IMP : 0x10b9c2400
setSex IMP: 0x10b9c2320
2019-01-26 16:35:28.746700+0800 runtime_kvo[6174:1872068] 监听到isa : Person
superclass : NSObject
setName IMP : 0x10b9c2400
setSex IMP: 0x10b9c2320的name属性值改变了 - {
kind = 1;
new = "Hello Ketty";
old = liangtong;
} - 123
在sex的setter方法中，我们手动调用willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:方法对name进行设置，成功触发了KVO操作！
总结
经过以上代码，我们大致了解了KVO的本质。
- 1、
isa-swizzling，利用RuntimeApi动态生成一个子类（NSKVONotifying_xxx），并让instance对象的isa指向这个全新的子类。 - 2、当修改对象的被监听属性时候，会依次调用子类（NSKVONotifying_xxx）的以下方法
willChangeValueForKey:- 父类原来的setter
didChangeValueForKey:- 最终触发
observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:
当我们重写automaticallyNotifiesObserversForKey:方法，对name的相关自动调用willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:`方法返回NO时，KVO未触发，表明直接修改成员变量的值不会触发KVO。
经过以上猜测部分，我们也知道了如何手动触发KVO。手动调用以下两个方法：
- 手动调用
willChangeValueForKey: - 手动调用
didChangeValueForKey:
KVO通知依赖以上两个方法，在属性变更之前通过调用 willChangeValueForKey:记录旧值；而属性发生改变之后通过调用didChangeValueForKey:保存新值。继而 observeValueForKey:ofObject:change:context:也会被调用。
KVO的监听移除
添加与移除成对出现
不移除会造成内存泄漏
-
多次移除会造成崩溃
@try { [object removeObserver:self forKeyPath:@"keyPath"]; } @catch (NSException * __unused exception) {}系统为了实现KVO，为NSObject添加了一个名为NSKeyValueObserverRegistration的Category，KVO的add和remove的实现都在里面。在移除的时候，系统会判断当前KVO的key是否已经被移除，如果已经被移除，则主动抛出一个NSException的异常
Demo
https://github.com/liangtongdev/Demo-runtime_kvo
参照
KVO原理分析及使用进阶：https://www.jianshu.com/p/badf5cac0130
KVO ：https://github.com/SunshineBrother/JHBlog/blob/master/iOS知识点/iOS底层/3、KVO.md
iOS-KVO 实现原理：https://www.jianshu.com/p/0e75d99c3480
