KVO原理分析介紹
?
本文字?jǐn)?shù)：5154字
預(yù)計閱讀時間：15分鐘
KVO原理分析
介紹
KVO全稱KeyValueObserving，是蘋果提供的一套事件通知機制。允許對象監(jiān)聽另一個對象特定屬性的改變，并在改變時接收到事件。由于KVO的實現(xiàn)機制，所以對屬性才會發(fā)生作用，一般繼承自NSObject的對象都默認(rèn)支持KVO。
KVO和NSNotificationCenter都是iOS中觀察者模式的一種實現(xiàn)。區(qū)別在于，相對于被觀察者和觀察者之間的關(guān)系，KVO是一對一的，而不一對多的。KVO對被監(jiān)聽對象無侵入性，不需要手動修改其內(nèi)部代碼即可實現(xiàn)監(jiān)聽。
KVO可以監(jiān)聽單個屬性的變化，也可以監(jiān)聽集合對象的變化。通過KVC的mutableArrayValueForKey:等方法獲得代理對象，當(dāng)代理對象的內(nèi)部對象發(fā)生改變時，會回調(diào)KVO監(jiān)聽的方法。集合對象包含NSArray和NSSet。
使用
使用KVO分為三個步驟
通過 addObserver:forKeyPath:options:context:方法注冊觀察者，觀察者可以接收keyPath屬性的變化事件回調(diào)。在觀察者中實現(xiàn) observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法，當(dāng)keyPath屬性發(fā)生改變后，KVO會回調(diào)這個方法來通知觀察者。當(dāng)觀察者不需要監(jiān)聽時，可以調(diào)用 removeObserver:forKeyPath:方法將KVO移除。需要注意的是，調(diào)用removeObserver需要在觀察者消失之前，否則會導(dǎo)致Crash。
注冊
在注冊觀察者時，可以傳入options參數(shù)，參數(shù)是一個枚舉類型。如果傳入NSKeyValueObservingOptionNew和NSKeyValueObservingOptionOld表示接收新值和舊值，默認(rèn)為只接收新值。如果想在注冊觀察者后，立即接收一次回調(diào)，則可以加入NSKeyValueObservingOptionInitial枚舉。
還可以通過方法context傳入任意類型的對象，在接收消息回調(diào)的代碼中可以接收到這個對象，是KVO中的一種傳值方式。
在調(diào)用addObserver方法后，KVO并不會對觀察者進(jìn)行強引用。所以需要注意觀察者的生命周期，否則會導(dǎo)致觀察者被釋放帶來的Crash。
監(jiān)聽
觀察者需要實現(xiàn)observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法，當(dāng)KVO事件到來時會調(diào)用這個方法，如果沒有實現(xiàn)會導(dǎo)致Crash。change字典中存放KVO屬性相關(guān)的值，根據(jù)options時傳入的枚舉來返回。枚舉會對應(yīng)相應(yīng)key來從字典中取出值，例如有NSKeyValueChangeOldKey字段，存儲改變之前的舊值。
change中還有NSKeyValueChangeKindKey字段，和NSKeyValueChangeOldKey是平級的關(guān)系，來提供本次更改的信息，對應(yīng)NSKeyValueChange枚舉類型的value。例如被觀察屬性發(fā)生改變時，字段為NSKeyValueChangeSetting。
如果被觀察對象是集合對象，在NSKeyValueChangeKindKey字段中會包含NSKeyValueChangeInsertion、NSKeyValueChangeRemoval、NSKeyValueChangeReplacement的信息，表示集合對象的操作方式。
其他觸發(fā)方法
調(diào)用KVO屬性對象時，不僅可以通過點語法和set語法進(jìn)行調(diào)用，KVO兼容很多種調(diào)用方式。
//?直接調(diào)用set方法，或者通過屬性的點語法間接調(diào)用
[account?setName:@"Savings"];
//?使用KVC的setValue:forKey:方法
[account?setValue:@"Savings"?forKey:@"name"];
//?使用KVC的setValue:forKeyPath:方法
[document?setValue:@"Savings"?forKeyPath:@"account.name"];
//?通過mutableArrayValueForKey:方法獲取到代理對象，并使用代理對象進(jìn)行操作
Transaction?*newTransaction?=?<#Create?a?new?transaction?for?the?account#>;
NSMutableArray?*transactions?=?[account?mutableArrayValueForKey:@"transactions"];
[transactions?addObject:newTransaction];
實際應(yīng)用
KVO主要用來做鍵值觀察操作，想要一個值發(fā)生改變后通知另一個對象，則用KVO實現(xiàn)最為合適。斯坦福大學(xué)的iOS教程中有一個很經(jīng)典的案例，通過KVO在Model和Controller之間進(jìn)行通信。
觸發(fā)
主動觸發(fā)
KVO在屬性發(fā)生改變時的調(diào)用是自動的，如果想要手動控制這個調(diào)用時機，或想自己實現(xiàn)KVO屬性的調(diào)用，則可以通過KVO提供的方法進(jìn)行調(diào)用。
-?(void)setBalance:(double)theBalance?{
????if?(theBalance?!=?_balance)?{
????????[self?willChangeValueForKey:@"balance"];
????????_balance?=?theBalance;
????????[self?didChangeValueForKey:@"balance"];
????}
}
可以看到調(diào)用KVO主要依靠兩個方法，在屬性發(fā)生改變之前調(diào)用willChangeValueForKey:方法，在發(fā)生改變之后調(diào)用didChangeValueForKey:方法。但是，如果不調(diào)用willChangeValueForKey，直接調(diào)用didChangeValueForKey是不生效的，二者有先后順序并且需要成對出現(xiàn)。
禁用KVO
如果想禁止某個屬性的KVO，例如關(guān)鍵信息不想被三方SDK通過KVO的方式獲取，可以通過automaticallyNotifiesObserversForKey方法返回NO來禁止其他地方對這個屬性進(jìn)行KVO。方法返回YES則表示可以調(diào)用，如果返回NO則表示不可以調(diào)用。此方法是一個類方法，可以在方法內(nèi)部判斷keyPath，來選擇這個屬性是否允許被KVO。
+?(BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString?*)theKey?{
????BOOL?automatic?=?NO;
????if?([theKey?isEqualToString:@"balance"])?{
????????automatic?=?NO;
????}
????else?{
????????automatic?=?[super?automaticallyNotifiesObserversForKey:theKey];
????}
????return?automatic;
}
KVC觸發(fā)
KVC對KVO有特殊兼容，當(dāng)通過KVC調(diào)用非屬性的實例變量時，KVC內(nèi)部也會觸發(fā)KVO的回調(diào)，并通過NSKeyValueDidChange和NSKeyValueWillChange向上回調(diào)。
下面忽略main函數(shù)向上的系統(tǒng)函數(shù)，只保留關(guān)鍵堆棧。這是通過調(diào)用屬性setter方法的方式回調(diào)的KVO堆棧。
*?thread?#1,?queue?=?'com.apple.main-thread',?stop?reason?=?breakpoint?38.1
*?frame?#0:?0x0000000101bc3a15?TestKVO`::-[ViewController?observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:](self=0x00007f8419705890,?_cmd="observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:",?keyPath="object",?object=0x0000604000015b00,?change=0x0000608000265540,?context=0x0000000000000000)?at?ViewController.mm:84
frame?#1:?0x000000010327e820?Foundation`NSKeyValueNotifyObserver?+?349
frame?#2:?0x000000010327e0d7?Foundation`NSKeyValueDidChange?+?483
frame?#3:?0x000000010335f22b?Foundation`-[NSObject(NSKeyValueObservingPrivate)?_changeValueForKeys:count:maybeOldValuesDict:usingBlock:]?+?778
frame?#4:?0x000000010324b1b4?Foundation`-[NSObject(NSKeyValueObservingPrivate)?_changeValueForKey:key:key:usingBlock:]?+?61
frame?#5:?0x00000001032a7b79?Foundation`_NSSetObjectValueAndNotify?+?255
frame?#6:?0x0000000101bc3937?TestKVO`::-[ViewController?viewDidLoad](self=0x00007f8419705890,?_cmd="viewDidLoad")?at?ViewController.mm:70
這是通過KVC觸發(fā)的向上回調(diào)，可以看到正常通過修改屬性的方式觸發(fā)KVO，和通過KVC觸發(fā)的KVO還是有區(qū)別的。通過KVC的方式觸發(fā)KVO，甚至都沒有_NSSetObjectValueAndNotify的調(diào)用。
*?thread?#1,?queue?=?'com.apple.main-thread',?stop?reason?=?breakpoint?37.1
*?frame?#0:?0x0000000106be1a85?TestKVO`::-[ViewController?observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:](self=0x00007fe68ac07710,?_cmd="observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:",?keyPath="object",?object=0x0000600000010c80,?change=0x000060c000262780,?context=0x0000000000000000)?at?ViewController.mm:84
frame?#1:?0x000000010886d820?Foundation`NSKeyValueNotifyObserver?+?349
frame?#2:?0x000000010886d0d7?Foundation`NSKeyValueDidChange?+?483
frame?#3:?0x000000010894d422?Foundation`NSKeyValueDidChangeWithPerThreadPendingNotifications?+?148
frame?#4:?0x0000000108879b47?Foundation`-[NSObject(NSKeyValueCoding)?setValue:forKey:]?+?292
frame?#5:?0x0000000106be19aa?TestKVO`::-[ViewController?viewDidLoad](self=0x00007fe68ac07710,?_cmd="viewDidLoad")?at?ViewController.mm:70實現(xiàn)原理
核心邏輯
KVO是通過isa-swizzling技術(shù)實現(xiàn)的，這是整個KVO實現(xiàn)的重點。在運行時根據(jù)原類創(chuàng)建一個中間類，這個中間類是原類的子類，并動態(tài)修改當(dāng)前對象的isa指向中間類。并且將class方法重寫，返回原類的Class。蘋果重寫class方法，就是為了屏蔽中間類的存在。
所以，蘋果建議在開發(fā)中不應(yīng)該依賴isa指針，而是通過class實例方法來獲取對象類型，來避免被KVO或者其他runtime方法影響。
_NSSetObjectValueAndNotify
隨后會修改中間類對應(yīng)的set方法，并且插入willChangeValueForkey方法以及didChangeValueForKey方法，在兩個方法中間調(diào)用父類的set方法。這個過程，系統(tǒng)將其封裝到_NSSetObjectValueAndNotify函數(shù)中。通過查看這個函數(shù)的匯編代碼，可以看到內(nèi)部封裝的willChangeValueForkey方法和didChangeValueForKey方法的調(diào)用。
系統(tǒng)并不是只封裝了_NSSetObjectValueAndNotify函數(shù)，而是會根據(jù)屬性類型，調(diào)用不同的函數(shù)。如果是Int類型就會調(diào)用_NSSetIntValueAndNotify，這些實現(xiàn)都定義在Foundation框架中。具體的可以通過hopper來查看Foundation框架的實現(xiàn)。
runtime會將新生成的NSKVONotifying_KVOTest的setObject方法的實現(xiàn)，替換成_NSSetObjectValueAndNotify函數(shù)，而不是重寫setObject函數(shù)。通過下面的測試代碼，可以查看selector對應(yīng)的IMP，并且將其實現(xiàn)的地址打印出來。
KVOTest?*test?=?[[KVOTest?alloc]?init];
[test?setObject:[[NSObject?alloc]?init]];
NSLog(@"%p",?[test?methodForSelector:@selector(setObject:)]);
[test?addObserver:self?forKeyPath:@"object"?options:NSKeyValueObservingOptionNew?context:nil];
[test?setObject:[[NSObject?alloc]?init]];
NSLog(@"%p",?[test?methodForSelector:@selector(setObject:)]);
//?打印結(jié)果，第一次的方法地址為0x100c8e270，第二次的方法地址為0x7fff207a3203
(lldb)?p?(IMP)0x100c8e270
(IMP)?$0?=?0x0000000100c8e270?(DemoProject`-[KVOTest?setObject:]?at?KVOTest.h:11)
(lldb)?p?(IMP)0x7fff207a3203
(IMP)?$1?=?0x00007fff207a3203?(Foundation`_NSSetObjectValueAndNotify)
_NSKVONotifyingCreateInfoWithOriginalClass
對于系統(tǒng)實現(xiàn)KVO的原理，可以對object_setClass打斷點，或者對objc_allocateClassPair方法打斷點也可以，這兩個方法都是創(chuàng)建類必走的方法。通過這兩個方法的匯編堆棧，向前回溯。隨后，可以得到翻譯后如下的匯編代碼。
可以看到有一些類名拼接規(guī)則，隨后根據(jù)類名創(chuàng)建新類。如果newCls為空則已經(jīng)創(chuàng)建過，或者可能為空。如果newCls不為空，則注冊新創(chuàng)建的類，并且設(shè)置SDTestKVOClassIndexedIvars結(jié)構(gòu)體的一些參數(shù)。
Class?_NSKVONotifyingCreateInfoWithOriginalClass(Class?originalClass)?{
????const?char?*clsName?=?class_getName(originalClass);
????size_t?len?=?strlen(clsName);
????len?+=?0x10;
????char?*newClsName?=?malloc(len);
????const?char?*prefix?=?"NSKVONotifying_";
????__strlcpy_chk(newClsName,?prefix,?len);
????__strlcat_chk(newClsName,?clsName,?len,?-1);
????Class?newCls?=?objc_allocateClassPair(originalClass,?newClsName,?0x68);
????if?(newCls)?{
????????objc_registerClassPair(newCls);
????????SDTestKVOClassIndexedIvars?*indexedIvars?=?object_getIndexedIvars(newCls);
????????indexedIvars->originalClass?=?originalClass;
????????indexedIvars->KVOClass?=?newCls;
????????CFMutableSetRef?mset?=?CFSetCreateMutable(nil,?0,?kCFCopyStringSetCallBacks);
????????indexedIvars->mset?=?mset;
????????CFMutableDictionaryRef?mdict?=?CFDictionaryCreateMutable(nil,?0,?nil,?kCFTypeDictionaryValueCallBacks);
????????indexedIvars->mdict?=?mdict;
????????pthread_mutex_init(indexedIvars->lock);
????????static?dispatch_once_t?onceToken;
????????dispatch_once(&onceToken,?^{
????????????bool?flag?=?true;
????????????IMP?willChangeValueForKeyImp?=?class_getMethodImplementation(indexedIvars->originalClass,?@selector(willChangeValueForKey:));
????????????IMP?didChangeValueForKeyImp?=?class_getMethodImplementation(indexedIvars->originalClass,?@selector(didChangeValueForKey:));
????????????if?(willChangeValueForKeyImp?==?_NSKVONotifyingCreateInfoWithOriginalClass.NSObjectWillChange?&&?didChangeValueForKeyImp?==?_NSKVONotifyingCreateInfoWithOriginalClass.NSObjectDidChange)?{
????????????????flag?=?false;
????????????}
????????????indexedIvars->flag?=?flag;
????????????NSKVONotifyingSetMethodImplementation(indexedIvars,?@selector(_isKVOA),?NSKVOIsAutonotifying,?nil);
????????????NSKVONotifyingSetMethodImplementation(indexedIvars,?@selector(dealloc),?NSKVODeallocate,?nil);
????????????NSKVONotifyingSetMethodImplementation(indexedIvars,?@selector(class),?NSKVOClass,?nil);
????????});
????}?else?{
????????return?nil;
????}
????return?newCls;
}
驗證
為了驗證KVO的實現(xiàn)方式，我們加入下面的測試代碼。首先創(chuàng)建一個KVOObject類，并在里面加入兩個屬性，然后重寫description方法，并在內(nèi)部打印一些關(guān)鍵參數(shù)。
需要注意的是，為了驗證KVO在運行時做了什么，我打印了對象的class方法，以及通過runtime獲取對象的類和父類。在添加KVO監(jiān)聽前后，都打印一次，觀察系統(tǒng)做了什么。
@interface?KVOObject?:?NSObject
@property?(nonatomic,?copy??)?NSString?*name;
@property?(nonatomic,?assign)?NSInteger?age;
@end
-?(NSString?*)description?{
????IMP?nameIMP?=?class_getMethodImplementation(object_getClass(self),?@selector(setName:));
????IMP?ageIMP?=?class_getMethodImplementation(object_getClass(self),?@selector(setAge:));
????NSLog(@"object?setName:?IMP?%p?object?setAge:?IMP?%p?\n",?nameIMP,?ageIMP);
????
????Class?objectMethodClass?=?[self?class];
????Class?objectRuntimeClass?=?object_getClass(self);
????Class?superClass?=?class_getSuperclass(objectRuntimeClass);
????NSLog(@"objectMethodClass?:?%@,?ObjectRuntimeClass?:?%@,?superClass?:?%@?\n",?objectMethodClass,?objectRuntimeClass,?superClass);
????
????NSLog(@"object?method?list?\n");
????unsigned?int?count;
????Method?*methodList?=?class_copyMethodList(objectRuntimeClass,?&count);
????for?(NSInteger?i?=?0;?i?????????Method?method?=?methodList[i];
????????NSString?*methodName?=?NSStringFromSelector(method_getName(method));
????????NSLog(@"method?Name?=?%@\n",?methodName);
????}
????
????return?@"";
}
創(chuàng)建一個KVOObject對象，在KVO前后分別打印對象的關(guān)鍵信息，看KVO前后有什么變化。
self.object?=?[[KVOObject?alloc]?init];
[self.object?description];
[self.object?addObserver:self?forKeyPath:@"name"?options:NSKeyValueObservingOptionNew?|?NSKeyValueObservingOptionOld?context:nil];
[self.object?description];
下面是KVO前后打印的關(guān)鍵信息。
我們發(fā)現(xiàn)對象被KVO后，其真正類型變?yōu)榱?code style="font-size: 14px;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;color: rgb(244, 138, 0);">NSKVONotifying_KVOObject類，已經(jīng)不是之前的類了。KVO會在運行時動態(tài)創(chuàng)建一個新類，將對象的isa指向新創(chuàng)建的類，并且將superClass指向原來的類KVOObject，新創(chuàng)建的類命名規(guī)則是NSKVONotifying_xxx的格式。KVO為了使其更像之前的類，還會將對象的class實例方法重寫，使其更像原類。
添加KVO之后，由于修改了setName方法和setAge方法的IMP，所以打印這兩個方法的IMP，也是一個新的地址，新的實現(xiàn)在NSKVONotifying_KVOObject中。
這種實現(xiàn)方式對業(yè)務(wù)代碼沒有侵入性，可以在不影響KVOObject其他對象的前提下，對單個對象進(jìn)行監(jiān)聽并修改其方法實現(xiàn)，在賦值時觸發(fā)KVO回調(diào)。
在上面的代碼中還發(fā)現(xiàn)了_isKVOA方法，這個方法可以當(dāng)做使用了KVO的一個標(biāo)記，系統(tǒng)可能也是這么用的。如果我們想判斷當(dāng)前類是否是KVO動態(tài)生成的類，就可以從方法列表中搜索這個方法。
//?第一次
object?address?:?0x604000239340
object?setName:?IMP?0x10ddc2770?object?setAge:?IMP?0x10ddc27d0
objectMethodClass?:?KVOObject,?ObjectRuntimeClass?:?KVOObject,?superClass?:?NSObject
object?method?list
method?Name?=?.cxx_destruct
method?Name?=?description
method?Name?=?name
method?Name?=?setName:
method?Name?=?setAge:
method?Name?=?age
//?第二次
object?address?:?0x604000239340
object?setName:?IMP?0x10ea8defe?object?setAge:?IMP?0x10ea94106
objectMethodClass?:?KVOObject,?ObjectRuntimeClass?:?NSKVONotifying_KVOObject,?superClass?:?KVOObject
object?method?list
method?Name?=?setAge:
method?Name?=?setName:
method?Name?=?class
method?Name?=?dealloc
method?Name?=?_isKVOA
object_getClass
為什么上面調(diào)用runtime的object_getClass函數(shù)，就可以獲取到真正的類呢？
調(diào)用object_getClass函數(shù)后其返回的是一個Class類型，Class是objc_class定義的一個typedef別名，通過objc_class就可以獲取到對象的isa指針指向的Class，也就是對象的類對象。
由此可以知道，object_getClass函數(shù)內(nèi)部返回的是對象的isa指針。
typedef?struct?objc_class?*Class;
struct?objc_class?{
????Class?_Nonnull?isa??OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if?!__OBJC2__
????Class?_Nullable?super_class??????????????????????????????OBJC2_UNAVAILABLE;
????const?char?*?_Nonnull?name???????????????????????????????OBJC2_UNAVAILABLE;
????long?version?????????????????????????????????????????????OBJC2_UNAVAILABLE;
????long?info????????????????????????????????????????????????OBJC2_UNAVAILABLE;
????long?instance_size???????????????????????????????????????OBJC2_UNAVAILABLE;
????struct?objc_ivar_list?*?_Nullable?ivars??????????????????OBJC2_UNAVAILABLE;
????struct?objc_method_list?*?_Nullable?*?_Nullable?methodLists????????????????????OBJC2_UNAVAILABLE;
????struct?objc_cache?*?_Nonnull?cache???????????????????????OBJC2_UNAVAILABLE;
????struct?objc_protocol_list?*?_Nullable?protocols??????????OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
}
注意點
Crash
KVO的addObserver和removeObserver需要是成對的，如果重復(fù)remove則會導(dǎo)致NSRangeException類型的Crash，如果忘記remove則會在觀察者釋放后再次接收到KVO回調(diào)時Crash。
蘋果官方推薦的方式是，在init的時候進(jìn)行addObserver，在dealloc時removeObserver，這樣可以保證add和remove是成對出現(xiàn)的，是一種比較理想的使用方式。
錯誤檢查
如果傳入一個錯誤的keyPath并不會有錯誤提示。在調(diào)用KVO時需要傳入一個keyPath，由于keyPath是字符串的形式，如果屬性名發(fā)生改變后，字符串沒有改變?nèi)菀讓?dǎo)致Crash。對于這個問題，我們可以利用系統(tǒng)的反射機制將keyPath反射出來，這樣編譯器可以在@selector()中進(jìn)行合法性檢查。
NSString?*keyPath?=?NSStringFromSelector(@selector(isFinished));
不能觸發(fā)回調(diào)
由于KVO的實現(xiàn)機制，如果調(diào)用成員變量進(jìn)行賦值，是不會觸發(fā)KVO的。
@interface?TestObject?:?NSObject?{
????@public
????NSObject?*object;
}
@end
//?錯誤的調(diào)用方式
self.object?=?[[TestObject?alloc]?init];
[self.object?addObserver:self?forKeyPath:@"object"?options:NSKeyValueObservingOptionNew?context:nil];
self.object->object?=?[[NSObject?alloc]?init];
但是，如果通過KVC的方式調(diào)用賦值操作，則會觸發(fā)KVO的回調(diào)方法。這是因為KVC對KVO有單獨的兼容，在KVC的賦值方法內(nèi)部，手動調(diào)用了willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:方法。
//?KVC的方式調(diào)用
self.object?=?[[TestObject?alloc]?init];
[self.object?addObserver:self?forKeyPath:@"object"?options:NSKeyValueObservingOptionNew?context:nil];
[self.object?setValue:[[NSObject?alloc]?init]?forKey:@"object"];重復(fù)添加
對KVO進(jìn)行重復(fù)addObserver并不會導(dǎo)致崩潰，但是會出現(xiàn)重復(fù)執(zhí)行KVO回調(diào)方法的問題。
[self.testLabel?addObserver:self?forKeyPath:@"text"?options:NSKeyValueObservingOptionNew?context:nil];
self.testLabel.text?=?@"test";
[self.testLabel?addObserver:self?forKeyPath:@"text"?options:NSKeyValueObservingOptionNew?context:nil];
[self.testLabel?addObserver:self?forKeyPath:@"text"?options:NSKeyValueObservingOptionNew?context:nil];
[self.testLabel?addObserver:self?forKeyPath:@"text"?options:NSKeyValueObservingOptionNew?context:nil];
self.testLabel.text?=?@"test";
//?輸出
2018-08-03?11:48:49.502450+0800?KVOTest[5846:412257]?test
2018-08-03?11:48:52.975102+0800?KVOTest[5846:412257]?test
2018-08-03?11:48:53.547145+0800?KVOTest[5846:412257]?test
2018-08-03?11:48:54.087171+0800?KVOTest[5846:412257]?test
2018-08-03?11:48:54.649244+0800?KVOTest[5846:412257]?test
通過上面的測試代碼，并且在回調(diào)中打印object所對應(yīng)的Class來看，并不會重復(fù)創(chuàng)建子類，始終都是一個類。雖然重復(fù)addobserver不會立刻崩潰，但是重復(fù)添加后在第一次調(diào)用removeObserver時，就會立刻崩潰。從崩潰堆棧來看，和重復(fù)移除的問題一樣，都是系統(tǒng)主動拋出的異常。
Terminating?app?due?to?uncaught?exception?'NSRangeException',?reason:?'Cannot?remove?an?observer??for?the?key?path?"text"?from??because?it?is?not?registered?as?an?observer.' 重復(fù)移除
KVO是不允許對一個keyPath進(jìn)行重復(fù)移除的，如果重復(fù)移除，則會導(dǎo)致崩潰。例如下面的測試代碼。
[self.testLabel?addObserver:self?forKeyPath:@"text"?options:NSKeyValueObservingOptionNew?context:nil];
self.testLabel.text?=?@"test";
[self.testLabel?removeObserver:self?forKeyPath:@"text"];
[self.testLabel?removeObserver:self?forKeyPath:@"text"];
[self.testLabel?removeObserver:self?forKeyPath:@"text"];
執(zhí)行上面的測試代碼后，會造成下面的崩潰信息。從KVO的崩潰堆?？梢钥闯鰜?，系統(tǒng)為了實現(xiàn)KVO的addObserver和removeObserver，為NSObject添加了一個名為NSKeyValueObserverRegistration的Category，KVO的addObserver和removeObserver的實現(xiàn)都在里面。
在移除KVO的監(jiān)聽時，系統(tǒng)會判斷當(dāng)前KVO的keyPath是否已經(jīng)被移除，如果已經(jīng)被移除，則主動拋出一個NSException的異常。
2018-08-03?10:54:27.477379+0800?KVOTest[4939:286991]?***?Terminating?app?due?to?uncaught?exception?'NSRangeException',?reason:?'Cannot?remove?an?observer??for?the?key?path?"text"?from??because?it?is?not?registered?as?an?observer.'
***?First?throw?call?stack:
(
?0???CoreFoundation??????????????????????0x000000010db2312b?__exceptionPreprocess?+?171
?1???libobjc.A.dylib?????????????????????0x000000010cc6af41?objc_exception_throw?+?48
?2???CoreFoundation??????????????????????0x000000010db98245?+[NSException?raise:format:]?+?197
?3???Foundation??????????????????????????0x0000000108631f15?-[NSObject(NSKeyValueObserverRegistration)?_removeObserver:forProperty:]?+?497
?4???Foundation??????????????????????????0x0000000108631ccb?-[NSObject(NSKeyValueObserverRegistration)?removeObserver:forKeyPath:]?+?84
?5???KVOTest?????????????????????????????0x0000000107959a55?-[ViewController?viewDidAppear:]?+?373
?//?.....
?20??UIKit???????????????????????????????0x000000010996d5d6?UIApplicationMain?+?159
?21??KVOTest?????????????????????????????0x00000001079696cf?main?+?111
?22??libdyld.dylib???????????????????????0x000000010fb43d81?start?+?1
)
libc++abi.dylib:?terminating?with?uncaught?exception?of?type?NSException
排查鏈路
KVO是一種事件綁定機制的實現(xiàn)，在keyPath對應(yīng)的值發(fā)生改變后會回調(diào)對應(yīng)的方法。這種數(shù)據(jù)綁定機制，在對象關(guān)系很復(fù)雜的情況下，很容易導(dǎo)致不好排查的bug。例如keyPath對應(yīng)的屬性被調(diào)用的關(guān)系很復(fù)雜，就不太建議對這個屬性進(jìn)行KVO。
自己實現(xiàn)KVO
除了上面的缺點，KVO還不支持block語法，需要單獨重寫父類方法，這樣加上add和remove方法就會導(dǎo)致代碼很分散。所以，我通過runtime簡單的實現(xiàn)了一個KVO，源碼放在我的Github上，叫做EasyKVO。
self.object?=?[[KVOObject?alloc]?init];
[self.object?lxz_addObserver:self?originalSelector:@selector(name)?callback:^(id?observedObject,?NSString?*observedKey,?id?oldValue,?id?newValue)?{
????//?處理業(yè)務(wù)邏輯
}];
self.object.name?=?@"lxz";
//?移除通知
[self.object?lxz_removeObserver:self?originalSelector:@selector(name)];
調(diào)用代碼很簡單，直接通過lxz_addObserver:originalSelector:callback:方法就可以添加KVO的監(jiān)聽，可以通過callback的block接收屬性發(fā)生改變后的回調(diào)。而且方法的keyPath接收的是一個SEL類型參數(shù)，所以可以通過@selector()傳入?yún)?shù)時進(jìn)行方法合法性檢查，如果是未實現(xiàn)的方法直接就會報警告。
通過lxz_removeObserver:originalSelector:方法傳入觀察者和keyPath，當(dāng)觀察者所有keyPath都移除后則從KVO中移除觀察者對象。
如果重復(fù)addObserver和removeObserver也沒事，內(nèi)部有判斷邏輯。EasyKVO內(nèi)部通過weak對觀察者做引用，并不會影響觀察者的生命周期，并且在觀察者釋放后不會導(dǎo)致Crash。一次add方法調(diào)用對應(yīng)一個block，如果觀察者監(jiān)聽多個keyPath屬性，不需要在block回調(diào)中判斷keyPath。
KVOController
想在項目中安全便捷的使用KVO的話，推薦Facebook的一個KVO開源第三方框架KVOController。KVOController本質(zhì)上是對系統(tǒng)KVO的封裝，具有原生KVO所有的功能，而且規(guī)避了原生KVO的很多問題，兼容block和action兩種回調(diào)方式。
源碼分析
從源碼來看還是比較簡單的，主要分為NSObject的Category和FBKVOController兩部分。
在Category中提供了KVOController和KVOControllerNonRetaining兩個屬性，顧名思義第一個會對observer產(chǎn)生強引用，第二個則不會。其內(nèi)部代碼就是創(chuàng)建FBKVOController對象的代碼，并將創(chuàng)建出來的對象賦值給Category的屬性，直接通過這個Category就可以懶加載創(chuàng)建FBKVOController對象。
-?(FBKVOController?*)KVOControllerNonRetaining
{
??id?controller?=?objc_getAssociatedObject(self,?NSObjectKVOControllerNonRetainingKey);
??
??if?(nil?==?controller)?{
????controller?=?[[FBKVOController?alloc]?initWithObserver:self?retainObserved:NO];
????self.KVOControllerNonRetaining?=?controller;
??}
??
??return?controller;
}
實現(xiàn)原理
在FBKVOController中分為三部分，_FBKVOInfo是一個私有類，這個類的功能很簡單，就是以結(jié)構(gòu)化的形式保存FBKVOController所需的各個對象，類似于模型類的功能。
還有一個私有類_FBKVOSharedController，這是FBKVOController框架實現(xiàn)的關(guān)鍵。從命名上可以看出其是一個單例，所有通過FBKVOController實現(xiàn)的KVO，觀察者都是它。每次通過FBKVOController添加一個KVO時，_FBKVOSharedController都會將自己設(shè)為觀察者，并在其內(nèi)部實現(xiàn)observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法，將接收到的消息通過block或action進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
其功能很簡單，通過observe:info:方法添加KVO監(jiān)聽，并用一個NSHashTable保存_FBKVOInfo信息。通過unobserve:info:方法移除監(jiān)聽，并從NSHashTable中將對應(yīng)的_FBKVOInfo移除。這兩個方法內(nèi)部都會調(diào)用系統(tǒng)的KVO方法。
在外界使用時需要用FBKVOController類，其內(nèi)部實現(xiàn)了初始化以及添加和移除監(jiān)聽的操作。在調(diào)用添加監(jiān)聽方法后，其內(nèi)部會創(chuàng)建一個_FBKVOInfo對象，并通過一個NSMapTable對象進(jìn)行持有，然后會調(diào)用_FBKVOSharedController來進(jìn)行注冊監(jiān)聽。
使用FBKVOController的話，不需要手動調(diào)用removeObserver方法，在被監(jiān)聽對象消失的時候，會在dealloc中調(diào)用remove方法。如果因為業(yè)務(wù)需求，可以手動調(diào)用remove方法，重復(fù)調(diào)用remove方法不會有問題。
-?(void)_observe:(id)object?info:(_FBKVOInfo?*)info
{
????NSMutableSet?*infos?=?[_objectInfosMap?objectForKey:object];
????_FBKVOInfo?*existingInfo?=?[infos?member:info];
????if?(nil?!=?existingInfo)?{
??????return;
????}
????if?(nil?==?infos)?{
??????infos?=?[NSMutableSet?set];
??????[_objectInfosMap?setObject:infos?forKey:object];
????}
????[infos?addObject:info];
????[[_FBKVOSharedController?sharedController]?observe:object?info:info];
}
因為FBKVOController的實現(xiàn)很簡單，所以這里就很簡單的講講，具體實現(xiàn)可以去Github下載源碼仔細(xì)分析一下。