KVO 简介

KVO 键值观察机制，就是观察指定对象的指定属性变化情况。

KVO 键值观察 依赖于 KVC 健值编码

Key-value observing 通常用于 MVC 中，model 与 controller直接的通讯。

继承于 NSObject 才可以拥有 KVO 机制

两种 KVO 应用方式

• 自动 KVO
• 手动 KVO

举个例子，一个 Person 类， 一个 Account 类

• [图1]

当 Account 的属性 余额 balance 改变时通知 Person
给 Account 添加观察者 Person
[account addObserver:person forKeyPath:@"balance" options:options context:context];

• [图2]

Person 观察 Account 的属性变化
Person 中实现观察者方法 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:

• [图3]

Account 移除观察者 Person
[account removeObserver:person forKeyPath:@"balance" context:context]

• [图4]

这篇文章的重要内容

1. Registering for Key-Value Observing 注册键值观察的过程

2. Registering Dependent Keys 对于存在 key 依赖的键值观察

3. Key-Value Observing Implementation Details 键值观察的实现细节

1. Registering for Key-Value Observing 注册键值观察的过程

KVO 生命周期的过程，必须完成下面这三个方法

1. 给被观察者注册观察者 addObserver:forKeyPath:options:context:.
2. 在观察者里实现方法 接受通知 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:
3. 移除观察者 removeObserver:forKeyPath: 要在观察者的内存销毁之前 移除观察者机制

- 注册观察者 addObserver:forKeyPath:options:context:.

• Options
  Options 影响方法 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 中的 change 字典

  • NSKeyValueObservingOptionOld: change 包含 old value
  • NSKeyValueObservingOptionNew： 'change' 包含 new value
  • NSKeyValueObservingOptionOld|NSKeyValueObservingOptionNew: 即包含 old 也包含 new
  • NSKeyValueObservingOptionInitial : change 中不包含 key 的值，会在 kvo 注册的时候立即发送通知。
  • NSKeyValueObservingOptionInitial|NSKeyValueObservingOptionNew : 注册kvo时立即发送通知 change 中有 new 值，这里的 new 值是注册之前 key 的值。
  • NSKeyValueObservingOptionPrior : 会在值发生改变前发出一次通知，当然改变后的通知依旧还会发出，也就是每次change都会有两个通知。值变化之前发送通知的 change 中包含一个键值对 NSKeyValueChangeNotificationIsPriorKey:@(1), 值发生变化之后的的通知 change 不包含上面提到的 键值对, 可以跟 willChange 手动通知搭配使用

  • 具体解释查看文章: KVO Options 详细介绍

• Context
  是一个 void * 指针，可以传任意数据进去，可以防止父类跟子类同时对同一个 key 注册观察者造成的异常。

  可以采用下面的方法创建一个 Context

          static void *PersonAccountBalanceContext = &PersonAccountBalanceContext;
          static void *PersonAccountInterestRateContext = &PersonAccountInterestRateContext;
  

  命名规范：static void * 类名+属性名+Context

- Receiving Notification of a Change 接收通知响应

        所有的观察者必须实现方法 `observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: message.`

• keyPath : 注册 KVO 时的 keyPath
• object : 被观察者对象
• change : 根据注册 KVO 时 option 不同而展示不同的内容，change中可能会包含 keyPath 变化前后的值，对应的键有
  • NSKeyValueChangeOldKey
  • NSKeyValueChangeNewKey

keyPath是个标量或者 c 语言结构体，会把这些包装成 NSNumber 或 NSValue,

当keyPath 是个容器， change中可能会包含这个容器 inserted,removed,replaced 的情况 对应的键有

- `NSKeyValueChangeInsertion`
- `NSKeyValueChangeRemoval` 
- `NSKeyValueChangeReplacement`

keypath 是个 NSIndexSet : change 中可能会包含数组

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath
                      ofObject:(id)object
                        change:(NSDictionary *)change
                       context:(void *)context {
 
     if (context == PersonAccountBalanceContext) {
     // Do something with the balance…
      } else if (context == PersonAccountInterestRateContext) {
    // Do something with the interest rate…
      } else {
                    // Any unrecognized context must belong to super
      [super observeValueForKeyPath:keyPath
                                         ofObject:object
                                           change:change
                                           context:context];
       }
}

- Removing an Object as an Observer 移除观察者

观察者被移除之后就不会再接受到通知。

        - (void)unregisterAsObserverForAccount:(Account*)account {
            [account removeObserver:self
                         forKeyPath:@"balance"
                            context:PersonAccountBalanceContext];
         
            [account removeObserver:self
                         forKeyPath:@"interestRate"
                            context:PersonAccountInterestRateContext];
        }

需要注意的地方

• 不要重复移除观察者，会造成异常，如果不知道这个观察者是否已经被移除，可以在 try/catch 安全移除观察者
• 在观察者内存销毁之前从观察者中释放出来，不然会造成内存异常
• 无法检测一个对象是否处于观察者模式中，
  • init 或者 viewDidLoad 中添加观察者
  • dealloc 中移除观察者

Automatic Change Notification 自动 KVO 通知

NSObject 提供了自动健值更改通知的实现，自动 KVO 通知依赖于 KVC 编码机制获取， KVC method，和 集合代理(collection proxy)mutableArrayValueForKey:

手动 KVO

当你想要控制整个 KVO 的进程可以采用手动 KVO, 比如减少不必要的通知，比如将大量的通知控制到一个通知中。
手动 KVO 跟 自动 KVO 可以共存，比如同一个对象的同一个属性，可以在父类里自动 KVO, 在子类里手动 KVO, 重写方法 automaticallyNotifiesObserversForKey即可

• 打开手动 KVO 的开关 automaticallyNotifiesObserversForKey

  + (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)theKey {
  
     BOOL automatic = NO;
     if ([theKey isEqualToString:@"balance"]) {
         automatic = NO;
     }
     else {
         automatic = [super automaticallyNotifiesObserversForKey:theKey];
     }
     return automatic;
  }
  

  • 手动触发 KVO(一般是在 set 方法里)
    • willChangeValueForKey
    • didChangeValueForKey

    - (void)setBalance:(double)theBalance {
        if (theBalance != _balance) {
            [self willChangeValueForKey:@"balance"];
            _balance = theBalance;
            [self didChangeValueForKey:@"balance"];
        }
    }
    

  • 也可以把多个触发 KVO 的 key 放到一起

    - (void)setBalance:(double)theBalance {
        [self willChangeValueForKey:@"balance"];
        [self willChangeValueForKey:@"itemChanged"];
        _balance = theBalance;
        _itemChanged = _itemChanged+1;
        [self didChangeValueForKey:@"itemChanged"];
        [self didChangeValueForKey:@"balance"];
    }
    

  • 容器内部更改时，采用采用手动 KVO(当容器内容修改时，会触发 KVO)
    注意：根据容器变化的类型去设置对应的 NSKeyValueChange
    • NSKeyValueChangeInsertion
    • NSKeyValueChangeRemoval
    • NSKeyValueChangeReplacement

    针对容器对象的 KVO ，需要借用 KVC 机制创建的 容器代理。

  - (void)removeTransactionsAtIndexes:(NSIndexSet *)indexes {
      [self willChange:NSKeyValueChangeRemoval
          valuesAtIndexes:indexes forKey:@"transactions"];
   
      // Remove the transaction objects at the specified indexes.
   
      [self didChange:NSKeyValueChangeRemoval
      valuesAtIndexes:indexes forKey:@"transactions"];
  }
  

2.KVO - 注册依赖 key

单个关系

重写下面两个方法中的一个即可

• keyPathsForValuesAffectingValueForKey

• keyPathsForValuesAffecting<Key>
  用例如下

  + (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingValueForKey:(NSString *)key {
  
      NSSet *keyPaths = [super keyPathsForValuesAffectingValueForKey:key];
   
      if ([key isEqualToString:@"fullName"]) {
          NSArray *affectingKeys = @[@"lastName", @"firstName"];
          keyPaths = [keyPaths setByAddingObjectsFromArray:affectingKeys];
      }
      return keyPaths;
  }
  

  + (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingFullName {
      return [NSSet setWithObjects:@"lastName", @"firstName", nil];
  }
  

多个关系

比如，有个部门类 Department，有个员工类 Employees, 每个员工的薪水都会影响这个部门的总薪水。
可以在 Department 添加、删除 Employees 的时候，给 Employees 注册、移除观察者 Employees

用例如下

```
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context {

    if (context == totalSalaryContext) {
        [self updateTotalSalary];
    }
    else
    // deal with other observations and/or invoke super...
}
 
- (void)updateTotalSalary {
    [self setTotalSalary:[self valueForKeyPath:@"employees.@sum.salary"]];
}
 
- (void)setTotalSalary:(NSNumber *)newTotalSalary {
 
    if (totalSalary != newTotalSalary) {
        [self willChangeValueForKey:@"totalSalary"];
        _totalSalary = newTotalSalary;
        [self didChangeValueForKey:@"totalSalary"];
    }
}
 
- (NSNumber *)totalSalary {
    return _totalSalary;
}
```

3. KVO 内部实现细节

使用 isa-swizzling 原理
当 对象的属性注册到观察者中时，会创建一个中间类，重写了被观察属性的 setter 方法。

• KVO-demo
• KVO官方文档 Introduction to Key-Value Observing Programming Guide - KVO官方文档