淺談KVO實現原理

KVO在Apple中的API文檔如下: 

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

KVO基本原理:

1.KVO是基於runtime機制實現的

2.當某個類的屬性對象第一次被觀察時,系統就會在運行期動態地創建該類的一個派生類,在這個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方法內實現真正的通知機制

3.如果原類爲Person,那麼生成的派生類名爲NSKVONotifying_Person

4.每個類對象中都有一個isa指針指向當前類,當一個類對象的第一次被觀察,那麼系統會偷偷將isa指針指向動態生成的派生類,從而在給被監控屬性賦值時執行的是派生類的setter方法

5.鍵值觀察通知依賴於NSObject 的兩個方法: willChangeValueForKey: 和 didChangevlueForKey:;在一個被觀察屬性發生改變之前, willChangeValueForKey:一定會被調用,這就 會記錄舊的值。而當改變發生後,didChangeValueForKey:會被調用,繼而 observeValueForKey:ofObject:change:context: 也會被調用。


KVO深入原理:

1.Apple 使用了 isa 混寫(isa-swizzling)來實現 KVO 。當觀察對象A時,KVO機制動態創建一個新的名爲: NSKVONotifying_A的新類,該類繼承自對象A的本類,且KVO爲NSKVONotifying_A重寫觀察屬性的setter 方法,setter 方法會負責在調用原 setter 方法之前和之後,通知所有觀察對象屬性值的更改情況。

2.NSKVONotifying_A類剖析:在這個過程,被觀察對象的 isa 指針從指向原來的A類,被KVO機制修改爲指向系統新創建的子類 NSKVONotifying_A類,來實現當前類屬性值改變的監聽;

3.所以當我們從應用層面上看來,完全沒有意識到有新的類出現,這是系統“隱瞞”了對KVO的底層實現過程,讓我們誤以爲還是原來的類。但是此時如果我們創建一個新的名爲“NSKVONotifying_A”的類(),就會發現系統運行到註冊KVO的那段代碼時程序就崩潰,因爲系統在註冊監聽的時候動態創建了名爲NSKVONotifying_A的中間類,並指向這個中間類了。

4.(isa 指針的作用:每個對象都有isa 指針,指向該對象的類,它告訴 Runtime 系統這個對象的類是什麼。所以對象註冊爲觀察者時,isa指針指向新子類,那麼這個被觀察的對象就神奇地變成新子類的對象(或實例)了。) 因而在該對象上對 setter 的調用就會調用已重寫的 setter,從而激活鍵值通知機制。

5.子類setter方法剖析:KVO的鍵值觀察通知依賴於 NSObject 的兩個方法:willChangeValueForKey:和 didChangevlueForKey:,在存取數值的前後分別調用2個方法:被觀察屬性發生改變之前,willChangeValueForKey:被調用,通知系統該 keyPath 的屬性值即將變更;當改變發生後, didChangeValueForKey: 被調用,通知系統該 keyPath 的屬性值已經變更;之後, observeValueForKey:ofObject:change:context: 也會被調用。且重寫觀察屬性的setter 方法這種繼承方式的注入是在運行時而不是編譯時實現的。

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