iOS KVC&KVO原理淺析

KVC

1.簡(jiǎn)介

KVC全稱是Key Value Coding(鍵值編碼),是可以通過(guò)對(duì)象屬性名稱(Key)直接給屬性值(value)編碼(coding)“編碼”可以理解為“賦值”。這樣可以免去我們調(diào)用getter和setter方法,從而簡(jiǎn)化我們的代碼,也可以用來(lái)修改系統(tǒng)控件內(nèi)部屬性。

所謂鍵值編碼,并不是訪問(wèn)器方法的啟動(dòng)和實(shí)例變量的訪問(wèn)這種直接的方式,而是使用表示屬性的字符串來(lái)間接訪問(wèn)對(duì)象屬性值的一種結(jié)構(gòu)。

KVC提供了一種間接訪問(wèn)其屬性方法或成員變量的機(jī)制,可以通過(guò)字符串來(lái)訪問(wèn)對(duì)應(yīng)的屬性方法或成員變量。

在NSKeyValueCoding中提供了KVC通用的訪問(wèn)方法,分別是getter方法valueForKey:和setter方法setValue:forKey:,以及其衍生的keyPath方法,這兩個(gè)方法各個(gè)類通用的。并且由KVC提供默認(rèn)的實(shí)現(xiàn),我們也可以自己重寫對(duì)應(yīng)的方法來(lái)改變實(shí)現(xiàn)。

2.實(shí)現(xiàn)原理

KVC的定義都是對(duì)NSObject的擴(kuò)展來(lái)實(shí)現(xiàn)的,Objective-C中有個(gè)顯式的NSKeyValueCoding類別名,所以對(duì)于所有繼承了NSObject的類型,都能使用KVC(一些純Swift類和結(jié)構(gòu)體是不支持KVC的,因?yàn)闆](méi)有繼承NSObject),下面是KVC最為重要的四個(gè)方法:

- (nullable id)valueForKey:(NSString *)key;                          //直接通過(guò)Key來(lái)取值

- (void)setValue:(nullable id)value forKey:(NSString *)key;          //通過(guò)Key來(lái)設(shè)值

- (nullable id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;                  //通過(guò)KeyPath來(lái)取值

- (void)setValue:(nullable id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;  //通過(guò)KeyPath來(lái)設(shè)值
  • 對(duì)于setValue: forKey:@"name";代碼,執(zhí)行機(jī)制如下:

    1. 程序優(yōu)先調(diào)用“setName:屬性值;”代碼通過(guò)setter方法完成設(shè)置。

    2. 如果該類沒(méi)有setName:方法,KVC機(jī)制會(huì)搜索該類名為_name的成員變量,找到后對(duì)_name成員變量賦值。

    3. 如果該類既沒(méi)有setName:方法,也沒(méi)有定義_name成員變量,KVC機(jī)制會(huì)搜索該類名為name的成員變量,找到后對(duì)name成員變量賦值。

    4. 如果上面3條都沒(méi)有找到,系統(tǒng)將會(huì)執(zhí)行該對(duì)象的 setValue: forUndefinedKey: 方法。默認(rèn)setValue: forUndefinedKey:方法會(huì)引發(fā)一個(gè)異常,將會(huì)導(dǎo)致程序崩潰。

  • 對(duì)于“valueForKey:@"name";”代碼,執(zhí)行機(jī)制如下:

    1. 程序優(yōu)先調(diào)用"name;"代碼來(lái)獲取該getter方法的返回值。

    2. 如果該類沒(méi)有name方法,KVC機(jī)制會(huì)搜索該類名為_name的成員變量,找到后返回_name成員變量的值。

    3. .如果該類既沒(méi)有name方法,也沒(méi)有定義_name成員變量,KVC機(jī)制會(huì)搜索該類名為name的成員變量,找到后返回name成員變量的值。

    4. 如果上面3條都沒(méi)有找到,系統(tǒng)將會(huì)執(zhí)行該對(duì)象的valueForUndefinedKey:方法。默認(rèn)valueForUndefinedKey:方法會(huì)引發(fā)一個(gè)異常,將會(huì)導(dǎo)致程序崩潰。

3.KVC補(bǔ)充

1. 處理不存在的key

我們可以考慮重寫setValue: forUndefinedKey:方法與valueForUndefinedKey:方法

- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key {

    NSLog(@"您設(shè)置的key:[%@]不存在", key);
    NSLog(@"您設(shè)置的value為:[%@]", value);

}

- (id)valueForUndefinedKey:(NSString *)key {

    NSLog(@"您訪問(wèn)的key:[%@]不存在", key);
    return nil;

}

2. 處理nil值

當(dāng)程序嘗試為某個(gè)屬性設(shè)置nil值時(shí),如果該屬性并不接受nil值,那么程序?qū)?huì)自動(dòng)執(zhí)行該對(duì)象的setNilValueForKey:方法。我們同樣可以重寫這個(gè)方法:

- (void)setNilValueForKey:(NSString *)key {
    //對(duì)不能接受nil的屬性進(jìn)行處理
    if ([key isEqualToString:@"price"]) {
        //對(duì)應(yīng)你具體的業(yè)務(wù)來(lái)處理
        price = 0;
    }else {
        [super setNilValueForKey:key];
    }
}

3. Key路徑(Key Path)

KVC 同樣允許我們通過(guò)關(guān)系來(lái)訪問(wèn)對(duì)象。假設(shè) person 對(duì)象有屬性 address,address 有屬性 city,我們可以這樣通過(guò) person 來(lái)訪問(wèn) city:

[person valueForKeyPath:@"address.city"];

這里我們調(diào)用 -valueForKeyPath: 而不是 -valueForKey:。

  • setValue:forKeyPath: 根據(jù)Key路徑設(shè)置屬性值
  • valueForKeyPath: 根據(jù)Key路徑獲取屬性值

KVO

1.簡(jiǎn)介

KVO,即:Key-Value Observing,是 Objective-C 對(duì) 觀察者模式(Observer Pattern)的實(shí)現(xiàn)。它提供一種機(jī)制,當(dāng)指定的對(duì)象的屬性被修改后,則對(duì)象就會(huì)接受到通知。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是每次指定的被觀察的對(duì)象的屬性被修改后,KVO就會(huì)自動(dòng)通知相應(yīng)的觀察者了。

2.實(shí)現(xiàn)原理

  • KVO是基于runtime機(jī)制實(shí)現(xiàn)的

  • 當(dāng)某個(gè)類的屬性對(duì)象第一次被觀察時(shí),系統(tǒng)就會(huì)在運(yùn)行期動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建該類的一個(gè)派生類,在這個(gè)派生類中重寫基類中任何被觀察屬性的setter方法。派生類在被重寫的setter方法內(nèi)實(shí)現(xiàn)真正的通知機(jī)制

  • 如果原類為Person,那么生成的派生類名為** NSKVONotifying_Person **

  • 每個(gè)類對(duì)象中都有一個(gè)isa指針指向當(dāng)前類,當(dāng)一個(gè)類對(duì)象的第一次被觀察,那么系統(tǒng)會(huì)偷偷將isa指針指向動(dòng)態(tài)生成的派生類,從而在給被監(jiān)控屬性賦值時(shí)執(zhí)行的是派生類的setter方法

  • 鍵值觀察通知依賴于NSObject的兩個(gè)方法: willChangeValueForKey:didChangevlueForKey:;在一個(gè)被觀察屬性發(fā)生改變之前, willChangeValueForKey:一定會(huì)被調(diào)用,這就 會(huì)記錄舊的值。而當(dāng)改變發(fā)生后,didChangevlueForKey:會(huì)被調(diào)用,繼而observeValueForKey:ofObject:change:context: 也會(huì)被調(diào)用。

  • 補(bǔ)充:KVO的這套實(shí)現(xiàn)機(jī)制中蘋果還偷偷重寫了class方法,讓我們誤認(rèn)為還是使用的當(dāng)前類,從而達(dá)到隱藏生成的派生類

蘋果官方文檔內(nèi)容

Automatic key-value observing is implemented using a technique called isa-swizzling.

The isa pointer, as the name suggests, points to the object's class which maintains a dispatch table. This dispatch table essentially contains pointers to the methods the class implements, among other data.

When an observer is registered for an attribute of an object the isa pointer of the observed object is modified, pointing to an intermediate class rather than at the true class. As a result the value of the isa pointer does not necessarily reflect the actual class of the instance.

You should never rely on the isa pointer to determine class membership. Instead, you should use the class method to determine the class of an object instance.

大致意思為:

蘋果使用了一種isa交換的技術(shù),當(dāng)ObjectA的被觀察后,ObjectA對(duì)象的isa指針被指向了一個(gè)新建的子類NSKVONotifying_ObjectA,且這個(gè)子類重寫了被觀察值的setter方法和class方法,dealloc和isKVO方法,然后使ObjectA對(duì)象的isa指針指向這個(gè)新建的類,然后事實(shí)上ObjectA變?yōu)榱薔SKVONotifying ObjectA的實(shí)例對(duì)象,執(zhí)行方法要從這個(gè)類的方法列表里找。

3.基本使用

注冊(cè)觀察者,實(shí)施監(jiān)聽

[self.person addObserver:self
              forKeyPath:@"age"
                 options:NSKeyValueObservingOptionNew
                 context:nil];

在這個(gè)回調(diào)方法里處理屬性的變化

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath
                      ofObject:(id)object
                        change:(NSDictionary<NSString *,id> *)change
                       context:(void *)context {
  //...實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽處理
}

移除觀察者

[self removeObserver:self forKeyPath:@"age"];

1.iOS用什么方式實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)對(duì)象的KVO?(KVO的本質(zhì)是什么?)

答. 當(dāng)一個(gè)對(duì)象使用了KVO監(jiān)聽,iOS系統(tǒng)會(huì)修改這個(gè)對(duì)象的isa指針,改為指向一個(gè)全新的通過(guò)Runtime動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的子類,子類擁有自己的set方法實(shí)現(xiàn),set方法實(shí)現(xiàn)內(nèi)部會(huì)順序調(diào)用 willChangeValueForKey 方法、原來(lái)的 setter 方法實(shí)現(xiàn)、didChangeValueForKey 方法,而 didChangeValueForKey 方法內(nèi)部又會(huì)調(diào)用監(jiān)聽器的 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 監(jiān)聽方法。

2.如何手動(dòng)觸發(fā)KVO

答. 被監(jiān)聽的屬性的值被修改時(shí),就會(huì)自動(dòng)觸發(fā)KVO。如果想要手動(dòng)觸發(fā)KVO,則需要我們自己調(diào)用 willChangeValueForKey 和 didChangeValueForKey 方法即可在不改變屬性值的情況下手動(dòng)觸發(fā)KVO,并且這兩個(gè)方法缺一不可。


參考文章:

https://juejin.im/post/5ac5f4b46fb9a028d5675645

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