一、KVC
在开发中，我们可以通过使用 KVC 的方式来对某个对象的属性进行赋值/取值操作。
经常会用到以下 API：
// 设置值
- (void)setValue:(nullable id)value forKey:(NSString *)key;
- (void)setValue:(nullable id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;
// 获取值
- (nullable id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;
- (nullable id)valueForKey:(NSString *)key;
复制代码1.1 赋值操作
接下来我们就研究一下 KVC 的调用原理：
如果我们给某个类定义一个属性，那么编译器会自动生成 getter 和 setter 方法，如果通过 KVC 给该属性进行赋值操作，默认会调用 setter 方法进行赋值。但是这不能完全搞清楚 KVC 是如何工作的。
我们定义一个 Person 类，但是我们并不给 Person 定义任何的属性。接下来创建 person 对象，通过 KVC 的方式给 person 的 age 属性进行赋值操作。
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Person *person = [[Person alloc] init];
[person setValue:@(20) forKey:@"age"];
}
return 0;
}
复制代码- 去
Person类中查找有没有- (void)setAge:方法，如果有那么就进行赋值操作；如果没有再去查找有没有- (void)_setAge:方法，如果有就进行赋值的操作。 - 如果以上两个方法都没找到，那么就会调用
- (Bool)accessInstanceVariablesDirectly方法，该方法是询问是否可以直接访问成员变量，返回NO就直接抛出异常未定义的Key - 如果
- (Bool)accessInstanceVariablesDirectly返回的是YES（如果不实现该方法默认返回的就是YES），那么就直接去成员变量中按顺序查找以下成员变量：_age、_isAge、age、isAge。如果找到4个成员变量中的1位，那么就进行赋值，否则抛出异常未定义的Key
// Person.h
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Person : NSObject {
@public
int _age; // 最先查找
int _isAge; // 老2
int age; // 老3
int isAge; // 老小
// 如果以上4个成员变量都没有，抛异常
}
@end
// Person.m
#import "Person.h"
@implementation Person
// 如果有最先调用
- (void)setAge:(int)age {
NSLog(@"setAge - %d", age);
}
// 如果没有 setAge 方法，调用该方法
- (void)_setAge:(int)age {
NSLog(@"_setAge - %d", age);
}
// 如果以上两个方法都没有，且该方法返回 YES，就去查找 成员变量
// 如果以上两个方法都没有，且该方法返回 NO，直接抛异常
+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly {
return YES;
}
@end
复制代码1.2 取值操作
KVC 的取值操作也会按照一定的顺序进行操作的。
- 在
Person的实现文件中，按照-(int)getAge、- (int)age、- (int)isAge、-(int)_age顺序进行，看有没有实现这4个方法中的其中1个，如果有那么调用 - 如果没有实现上面的4个方法，继续查看
+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly方法的返回值是否为YES - 如果
+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly方法返回值为NO，直接抛出异常，如果为YES，那么就去按顺序查找Person的成员变量是不是_age、_isAge、age、isAge中的一个，如果有4个成员变量中的1个，那么就取他们的值。
// Person.m
#import "Person.h"
@implementation Person
- (int)getAge {
return 11;
}
- (int)age {
return 12;
}
- (int)isAge {
return 13;
}
- (int)_age {
return 14;
}
+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly {
return YES;
}
@end
// main.m
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Person *person = [[Person alloc] init];
person->age = 11;
person->_age = 12;
person->isAge = 13;
person->_isAge = 14;
NSLog(@"%@", [person valueForKey:@"age"]);
}
return 0;
}
复制代码二、KVO
KVO 即键值观察，可以用来监听一个对象的属性的变化，当该对象的属性的值发生改变的时候，会回调 - (void)observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 方法，在该方法中可以处理一些业务逻辑。
2.1 KVO 的基本使用
// Person.h
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, assign) int age;
@end
// ViewController.m
#import "ViewController.h"
#import "Person.h"
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, strong) Person *person1;
@property (nonatomic, strong) Person *person2;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.person1 = [[Person alloc] init];
self.person1.age = 11;
self.person2 = [[Person alloc] init];
self.person2.age= 22;
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:@"man"];
}
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
self.person1.age = 18;
self.person2.age = 33;
}
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
NSLog(@"%@的%@属性改变了 - %@ - %@", object, keyPath, change, context);
}
- (void)dealloc {
[self.person1 removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
}
// 打印结果：
<Person: 0x6000019a8270>的age属性改变了 - {
kind = 1;
new = 18;
old = 11;
} - man
复制代码- 创建一个
Person类，定义一个age属性，定义属性后，编译器会自动生成getter和setter方法以及带下划线的成员变量 - 创建两个
person对象，分别给age属性赋值（本质是调用setAge:方法）同时给person1添加观察者self（即该控制器对象） - 监听
age属性，监听它的新值和旧值 - 实现
- (void)observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法，当age发生改变后会回调到该方法。 - 在控制器对象销毁时候，将 person1 的观察者移除
以上就是 KVO 的基本使用。接下来我们就研究一下 KVO 的本质
2.2 KVO 的本质
上面的代码，我们改变 age 的值，本质是调用 setter 方法进行 age 的值修改，我们可能会认为程序在运行时 setter 方法做了手脚来实现监听，其实不是的，问题出在 person 对象上。
我们可以通过在为 person1 添加观察者之后来打印一下 person1 和 person2 的 isa 指向来获取他们的类对象
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.person1 = [[Person alloc] init];
self.person1.age = 11;
self.person2 = [[Person alloc] init];
self.person2.age= 22;
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:@"man"];
// 获取类对象
NSLog(@"%@", object_getClass(self.person1));
NSLog(@"%@", object_getClass(self.person2));
}
// 打印结果：
NSKVONotifying_Person
Person
复制代码person1对象的isa指向发生了变化，指向了NSKVONotifying_Person，NSKVONotifying_Person就是person1的类对象person2进行KVO监听，所以person2的isa指向没有改变
NSKVONotifying_Person 是在程序运行时为我们动态添加的类，而该类是继承 Person 的，即它的 superclass 指针指向了 Person，调用下面的代码可以验证该结论。
NSLog(@"%@", [object_getClass(self.person1) superclass]);
// 打印结果：Person
复制代码KVO 又是怎么对 person1 的 age 属性进行监听的呢？
person1通过isa找到它的类对象即NSKVONotifying_Person，在NSKVONotifying_Person内部也存储着一个setAge:方法，该方法内部调用了_NSSetIntValueAndNotify函数_NSSetIntValueAndNotify函数内部首先是调用了- (void)willChangeValueForKey:方法，然后通过[super setAge:]方法去调用父类真正的赋值操作，最后调用- (void)didChangeValueForKey:方法- 在
- (void)didChangeValueForKey:内部调用- (void)observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法最终完成属性值的监听操作。
怎么证明是调用了 _NSSetIntValueAndNotify 方法呢？
我们可以利用 lldb 命令来查看一下：
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
self.person1.age = 18;
self.person2.age = 33;
// 打印方法的地址
NSLog(@"%p", [self.person1 methodForSelector:@selector(setAge:)]);
NSLog(@"%p", [self.person2 methodForSelector:@selector(setAge:)]);
}
// 打印结果：
0x7fff207bc2b7
0x108a0ef30
lldb:
p (IMP)0x7fff207bc2b7 => $0 = 0x00007fff207bc2b7 (Foundation`_NSSetIntValueAndNotify)
p (IMP)0x108a0ef30 => $2 = 0x0000000108a0ef30 (KVODemo`-[Person setAge:] at Person.h:13)
复制代码我们可以通过一些打印来观察一下具体是什么时候进行监听的：
// Person.m
#import "Person.h"
@implementation Person
- (void)setAge:(int)age {
_age = age;
NSLog(@"setAge:");
}
- (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key {
[super willChangeValueForKey:key];
NSLog(@"willChangeValueForKey:");
}
- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key {
NSLog(@"didChangeValueForKey: => begin");
[super didChangeValueForKey:key];
NSLog(@"didChangeValueForKey: => end");
}
@end
// 打印结果：
willChangeValueForKey:
setAge:
didChangeValueForKey: => begin
<Person: 0x600000aac460>的age属性改变了 - {
kind = 1;
new = 18;
old = 11;
} - man
didChangeValueForKey: => end
复制代码- 重写
Person.m文件中的setAge:方法、willChangeValueForKey:方法以及didChangeValueForKey:方法 - 通过打印结果可以观察打印顺序，先调用
willChangeValueForKey:再调用setAge:方法去修改值，最后再didChangeForKey:方法中来监听属性的改变
前面已经得出结论，person1 的类对象已经变成了 NSKVONotifying_Person 类，而且 NSKVONotifying_Person 中还重写了 setAge 方法，其实内部不仅仅有 setAge 方法，还有三个方法，分别为 class，dealloc 方法和 _isKVOA 方法。
- 重写
class方法的目的是当我们调用[person1 class]方法时，返回的是Person类，从而防止NSKVONotifying_Person类暴露出来，因为苹果本身是不希望我们去过多关注NSKVONotifying_Person类的。 dealloc方法在NSKVONotifying_Person类使用完毕后进行一些收尾的工作，因为是不开源的所以这里也只是一个猜测_isKVOA方法目的是返回布尔类型告诉系统是否和KVO有关。
我们可以利用 runtime 来查看一个类对象中的方法名称：
/// 传入类/元类对象，返回其中的方法名称
- (NSString *)printMethodNameOfClass:(Class)cls {
unsigned int count;
// 获取类中的所有方法
Method *methodList = class_copyMethodList(cls, &count);
NSMutableString *methodNames = [NSMutableString string];
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 获取方法
Method method = methodList[i];
// 获取方法名
NSString *methodName = NSStringFromSelector(method_getName(method));
[methodNames appendFormat:@"%@ ", methodName];
}
return methodNames;
}
NSLog(@"%@ - %@", object_getClass(self.person1), [self printMethodNameOfClass:object_getClass(self.person1)]);
NSLog(@"%@ - %@", object_getClass(self.person2), [self printMethodNameOfClass:object_getClass(self.person2)]);
// 打印结果：
NSKVONotifying_Person - setAge: class dealloc _isKVOA
Person - setAge: age
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THE END
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