iOS-KVO(一) 基本操作
iOS-KVO(二) 使用注意點
iOS-KVO(三) 窺探底層實現(xiàn)
iOS-KVO(四) 自定義KVO+Block

我們將在這篇文章中了解到KVO底層的實現(xiàn)原理

底層實現(xiàn)分析

1. 創(chuàng)建Person，然后添加一個name屬性；

#import <Foundation/Foundation.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *name;

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

2. 創(chuàng)建兩個Person類的實例對象，然后其中為p1對象添加觀察者，然后觀察兩個對象的isa指向；

    Person *p1 = [Person new];
    Person *p2 = [Person new];
    
    [p1 addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew|NSKeyValueObservingOptionOld context:NULL];
    
    p1.name = @"p1";
    p2.name = @"p2";

isa指向：

isa指向.png

我們可以看到，在未添加觀察者之前，p1和p2都是指向Person類，但是p1添加觀察者之后，p1的isa指為NSKVONotifying_Person類，p2還是不變。

可見，p1對象添加觀察者之后，在運行時期間，p1的isa指針指向發(fā)生了改變。
并且我們通過獲取NSKVONotifying_Person的父類，得到的是Person類。

    NSLog(@"%s", object_getClassName(object_getClass(p1)));  //NSKVONotifying_Person
    NSLog(@"%s", object_getClassName(class_getSuperclass(object_getClass(p1))));  //Person

3. Person實例對象調(diào)用setter方法的流程

• 無添加觀察者的p2對象，調(diào)用setter方法流程

  
  
  p2對象-setter.png
  
  

  p2在調(diào)用setName:的時候，首先會通過isa指針找到Person類對象，然后在類對象的方法列表中找到setName:方法（緩存列表就不說了），然后在找到方法的實現(xiàn)。

• 添加觀察者的p1對象
  上面已經(jīng)驗證了p1對象的isa指針指向的是NSKVONotifying_Person類對象，并且NSKVONotifying_Person是Person的子類。
  所以p1在調(diào)用setName:的時候，調(diào)用的是NSKVONotifying_Person類對象中的setName:方法。

那究竟NSKVONotifying_Person的setName:方法實現(xiàn)了什么呢？

通過methodForSelector找到方法實現(xiàn)的地址

    NSLog(@"添加觀察者前，p1=%p, p2=%p", [p1 methodForSelector:@selector(setName:)], [p2 methodForSelector:@selector(setName:)]);
    
    [p1 addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew|NSKeyValueObservingOptionOld context:NULL];
    
    NSLog(@"添加觀察者后，p1=%p, p2=%p", [p1 methodForSelector:@selector(setName:)], [p2 methodForSelector:@selector(setName:)]);

setter實現(xiàn).png

通過上面的輸出，我們了解到NSKVONotifying_Person類的setter方法轉(zhuǎn)換為Foundation框架的_NSSetObjectValueAndNotify函數(shù)。

那么這個框架內(nèi)部又是怎么實現(xiàn)的呢，我們可以下斷點，查看下函數(shù)調(diào)用棧：

首先通過設(shè)置一個觀察點，觀察屬性的變化：

設(shè)置一個觀察點.png

繼續(xù)執(zhí)行，可以看到函數(shù)調(diào)用棧如下：

函數(shù)調(diào)用棧.png

在結(jié)果發(fā)生改變的地方繼續(xù)下斷點調(diào)試：

接收方法斷點.png

由以上函數(shù)調(diào)用棧，我們大致可以猜測出，_NSSetObjectValueAndNotify函數(shù)內(nèi)部實現(xiàn)過程如下：

1. -[NSObject(NSKeyValueObservingPrivate) _changeValueForKey:key:key:usingBlock:] 
2. -[NSObject(NSKeyValueObservingPrivate) _changeValueForKeys:count:maybeOldValuesDict:maybeNewValuesDict:usingBlock:] 
3.  -[Person setName:]
4.  NSKeyValueDidChange ()
5.  NSKeyValueNotifyObserver ()
6.  -[ViewController observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:] 

在_NSSetObjectValueAndNotify方法中，會調(diào)用willChangeValueForKey，然后調(diào)用父類的setName:方法，再調(diào)用didChangeValueForKey方法。在didChangeValueForKey中通知屬性改變，從而使得observeValueForKeyPath得到消息。

偽代碼：

- (void)setName:(NSString *)name
{
    _NSSetObjectValueAndNotify();
}

void _NSSetObjectValueAndNotify(){
    [self willChangeValueForKey:@"name"];
    [super setName:name];
    [self didChangeValueForKey:@"name"];
}

- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key{
  // 通知監(jiān)聽器 key發(fā)生了改變
  [observe observeValueForKeyPath:key ofObject:self change:nil context:nil];
}

4. Person和NSKVONotifying_Person內(nèi)部方法
   利用runtime打印一下各自的方法

• 獲取Person類的方法

    unsigned int outCount = 0;
    Method *methods = class_copyMethodList([Person class], &outCount);
    for (int i = 0; i < outCount; ++i) {
        Method method = methods[i];
        NSString *name = NSStringFromSelector(method_getName(method));
        NSLog(@"%@", name);
    }
    free(methods);

打印結(jié)果：
2019-07-04 21:37:24.616010+0800 KVODemo[8362:239834] .cxx_destruct
2019-07-04 21:37:24.616119+0800 KVODemo[8362:239834] name
2019-07-04 21:37:24.616222+0800 KVODemo[8362:239834] setName:

• 獲取NSKVONotifying_Person類的方法

    unsigned int outCount = 0;
    Method *methods = class_copyMethodList(object_getClass(self.p1), &outCount);
    for (int i = 0; i < outCount; ++i) {
        Method method = methods[i];
        NSString *name = NSStringFromSelector(method_getName(method));
        NSLog(@"%@", name);
    }
    free(methods);

打印結(jié)果：
2019-07-04 21:37:24.616425+0800 KVODemo[8362:239834] setName:
2019-07-04 21:37:24.616518+0800 KVODemo[8362:239834] class
2019-07-04 21:37:24.616605+0800 KVODemo[8362:239834] dealloc
2019-07-04 21:37:24.616692+0800 KVODemo[8362:239834] _isKVOA

分析一下NSKVONotifying_Person類重寫方法的意義：

• setName:
  實現(xiàn)上面的所說的操作；

• class
  蘋果不希望將NSKVONotifying_Person類暴露出來，所以在內(nèi)部重寫了class類，直接返回Person類；
  偽代碼大致如下：

- (Class)class
{
    /*
     1.找到類對象；
     2.再通過類對象找到父類；
     */
    return class_getSuperclass(object_getClass(self));
}

• dealloc
  runtime在實例對象添加了KVO之后動態(tài)創(chuàng)建了類和一些對象，所以可能會在dealloc中回收這些資源；

• _isKVOA
  是否使用了KVO；

自己創(chuàng)建了一個跟系統(tǒng)生成的中間類一樣的類會怎么樣？

因為KVO對生成的中間類的格式是有要求的，默認(rèn)都是以NSKVONotifying_<class>來命名，那如果我們不小心自己創(chuàng)建了一個一樣名字的中間類，會怎么樣呢？

控制臺會輸出

2019-07-04 21:52:12.259489+0800 KVODemo[8597:247439] [general] KVO failed to allocate class pair for name NSKVONotifying_Person, automatic key-value observing will not work for this class

無法創(chuàng)建NSKVONotifying_Person類，導(dǎo)致KVO無法使用。

總結(jié)

1. 創(chuàng)建一個中間類，默認(rèn)中間類的格式為NSKVONotifying_<class>，中間類是目標(biāo)對象的類的子類，目標(biāo)對象的isa指針指向中間類；
2. 重寫setter方法；
3. 重寫class方法，返回父類；

over！