iOS面试题库——KVC与KVO
KVC与KVO
本文将会详解在面试中的常客——KVO实现的原理，在了解KVO之前我们要对KVC进行一个全面的了解，毕竟连官方文档都提到过:
important: In order to understand key-value observing, you must first understand key-value coding.
1.1KVC
KVC全称：Key-value coding（键-值编码），通过KVC机制我们可以间接的访问对象的属性。而KVC之所以能够访问属性是因为对象遵守了一个非正式的NSKeyValueCoding协议（NSObject开始就遵守了此协议，所以继承自NSObject的对象都可以使用KVC）。开发中我们都知道在对于属性可以使用getter和setter或者直接使用实例变量来进行直接访问和修改。但这些访问方式是需要依靠属性的get方法、set方法、变量名。随着对象定义的属性增加或者变动。编译器生成的这些getter、setter会越来越多。KVC则是通过是用字符串的名字Key来对属性进行访问和修改。
KVC中最关键的两个方法：
-valueForKey:
-setValue:forKey:
1.1.1 valueForKey:
-valueForKey:是通过\来获取属性的值。在一个对象实例中按get<Key>、<key>、is<Key>、_<key>顺序匹配。命中的Value的类型如果是对象直接返回。如果命中的Value是能被包装成NSNumber的数值类型。包装成NSNumber返回。不支持NSNumber的数值类型则包装成NSValue返回。如果没用命中调用-valueForUndefinedKey:抛出异常，valueForUndefinedKey:可在子类中重写忽略抛出的异常，自己处理。
@interface Person
@property (nonatomic, assign) CGFloat height;
@endp.height = 119.0;
NSNumber *height = [p valueForKey:@"height"]; //CGFloat 包装成NSNumber。注意
- 上述的查找过程中省略了很多其他情况下的查找
countOf<Key>,objectIn<Key>AtIndex:,countOf<Key>,enumeratorOf<Key>,memberOf<Key>:，有兴趣的同学可以去Search Pattern for the Basic Getter查看详细的查询路径。- 非Object对象包装成NSNumber或NSValue列表查看Representing Non-Object Values
1.1.2 setValue:forKey:
-setValue:forKey:同-valueForKey:也是根据给定的\匹配方法名set<Key>:、_set<Key>,如果命中，调用方法将Value作为参数传入。未命中则看+ accessInstanceVariablesDirectly是否返回YES，YES则按 _<key>, _is<Key>, <key>, is<Key>顺序匹配实例变量。如果命中直接将Value给变量赋值。NO则调用-setValue:forUndefinedKey:抛出异常。-setValue:forUndefinedKey:也可以被子类重写。
// setValue: forKey:使用
[myAccount setValue:@(100.0) forKey:@"currentBalance"];
1.2 KVO
1.2.1 使用
KVO在iOS中是观察者模式的一种表现。我们可以使用KVO让某个对象成为另外一个对象的监听者。当被监听对象的属性发生改变时，KVO就会通知监听者。
关于KVO的使用网上有很多教程，KVO使用主要是三个步骤：
- 调用
addObserver:forKeyPath:options:context:注册成为监听者。 - 监听者实现
observeValueForKey:ofObject:change:context:方法。 - 调用
removeObserver:forKeyPath:移除监听
前面说过KVO的实现是建立在KVC的基础上的。即被监听的属性必须能满足KVC的,才能是用KVO来监听。
KVO的自动触发监听通知的方法系列：
// Call the accessor method.
[account setName:@"Savings"];
// Use setValue:forKey:.
[account setValue:@"Savings" forKey:@"name"];
// Use a key path, where 'account' is a kvc-compliant property of 'document'.
[document setValue:@"Savings" forKeyPath:@"account.name"];
// Use mutableArrayValueForKey: to retrieve a relationship proxy object.
Transaction *newTransaction = <#Create a new transaction for the account#>;
NSMutableArray *transactions = [account mutableArrayValueForKey:@"transactions"];
[transactions addObject:newTransaction];
KVO的手动触发监听通知：
// 关闭balance的自动触发
+ (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)theKey {
BOOL automatic = NO;
if ([theKey isEqualToString:@"balance"]) {
automatic = NO;
}
else {
automatic = [super automaticallyNotifiesObserversForKey:theKey];
}
return automatic;
}要实现手动触发监听，你要执行在变更前执行willChangeValueForKey:方法，在变更后执行didChangeValueForKey:方法：
- (void)setBalance:(double)balance {
[self willChangeValueForKey:@"balance"];
_balance = balance;
[self didChangeValueForKey:@"balance"];
}1.2.2 原理
>
Automatic key-value observing is implemented using a technique called isa-swizzling.
上面这句话在Key-Value Observing Implementation Details提到。意思就是KVO的是通过一种叫isa-swizzling的技术实现的。
查看NSObject.h文件。
@interface NSObject <NSObject> {
Class isa;
}control + command点击Class，看到Class实际上是一个指向obj_class结构体的指针。
typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
struct objc_class * isa; // 原始的代码 Class isa;
#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
} OBJC2_UNAVAILABLE;可以看到在objc_class结构体中还有一个isa，即类中还有一个指向objc_class的指针。类的isa指向的是元类（metaClass）的。如果将对象看成是通过类的实例。那么类就是元类的实例咯？。
这篇文章中我们仅了解什么是Class isa。objc_class结构体中的其它部分会单开一篇runtime的文章来写。
typedef struct objc_object *id;
struct objc_object {
struct objc_class * isa; // 原始的代码 Class isa;
};id在obj中可以代表个对象。id又是一个objc_object结构体的指针,且objc_object结构体中的isa指向的是该对象的类。
在这里是时候祭出火遍runtime界的图: .
回到KVO。前文提到的isa-swizzling对于了解过runtime的同学可能对此有点眼熟。method swizzling也是runtime的一种黑魔法。可以通过method swizzling进行方法的互换。回到KVO上面,我们猜测isa-swizzling就是类似method swizzling，只不过是对Class的交换。
在KVO中当一个监听者被注册被监听的对象上时。被监听对象的isa指针已经被更改了。被监听对象的isa指针被修改为指向为一个中间类。改中间类可能是该类的子类。重写了被监听对象的属性。然后在改属性值被修改时，会触发监听通知。
KVO的详细流程
- 监听者调用监听的方法。
- 被监听者派生一个中间类。被监听对象的
isa指针指向派生类 - 被监听的属性发生变化，由中间类触发监听通知（具体方式未知）。
- 监听者收到通知。触发
observeValueForKey:ofObject:change:context: