2019 May 07 iOS底层

iOS底层-KVO、KVC

KVO

KVO的全称是Key-Value Observing，俗称“键值监听”，可以用于监听某个对象属性值的改变

代码分析：

 #import "ViewController.h"
 #import "Person.h"
 #import <objc/runtime.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 = 10;
        
     self.person2 = [[Person alloc] init];
     self.person2.age = 20;
     //监听isa的变化
     NSLog(@"===添加KVO之前===%@===%@",object_getClass(self.person1),object_getClass(self.person2));
     //监听setAge的实现变化
     NSLog(@"person1添加KVO监听之前 - %p === person2===%p",
               [self.person1 methodForSelector:@selector(setAge:)],
               [self.person2 methodForSelector:@selector(setAge:)]);
     //给person对象添加监听KVO
     NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
     [self.person1 addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:@"age"];
        
     //监听isa的变化
     NSLog(@"===添加KVO之后===%@===%@",object_getClass(self.person1),object_getClass(self.person2));
        
     //监听setAge的实现变化
     NSLog(@"person1添加KVO监听之后 - %p === person2=== %p",
           [self.person1 methodForSelector:@selector(setAge:)],
           [self.person2 methodForSelector:@selector(setAge:)]);
        
     //监听类实现了那些方法
     [self printMethodNamesOfClass:object_getClass(self.person1)];
     [self printMethodNamesOfClass:object_getClass(self.person2)];
     //打断点处
     NSLog(@"==============");
 }
 - (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
     self.person1.age = 20;
 }
 //当监听对象的属性值发生改变的时候
    
 - (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context{
        
   NSLog(@"age=== %@====%@===%@",keyPath,object,change);
 }
    
 //打印一个类的所有方法实现
 - (void)printMethodNamesOfClass:(Class)cls
 {
     unsigned int count;
     // 获得方法数组
     Method *methodList = class_copyMethodList(cls, &count);
        
     // 存储方法名
     NSMutableString *methodNames = [NSMutableString string];
        
     // 遍历所有的方法
     for (int i = 0; i < count; i++) {
         // 获得方法
         Method method = methodList[i];
         // 获得方法名
         NSString *methodName = NSStringFromSelector(method_getName(method));
         // 拼接方法名
         [methodNames appendString:methodName];
         [methodNames appendString:@", "];
     }
        
     // 释放
     free(methodList);
        
     // 打印方法名
     NSLog(@"类名===%@== 类中的方法列表=== %@", cls, methodNames);
 }
 -(void)dealloc{
        
     [self removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
 }
 @end

打印调试如下：

 //isa指向监听
 ===添加KVO之前===Person===Person
 //setAge方法实现监听
 person1添加KVO监听之前 - 0x10fb5d400 === person2===0x10fb5d400
     
 -------person1调用了addObserver方法
     
 //isa指向监听
 ===添加KVO之后===NSKVONotifying_Person===Person
 //setAge方法实现监听
 person1添加KVO监听之后 - 0x10feb83d2 === person2=== 0x10fb5d400
     
 //当前类的方法列表监听
 类名===NSKVONotifying_Person== 类中的方法列表=== setAge:, class, dealloc, _isKVOA,
 类名===Person== 类中的方法列表=== height, setHeight:, setAge:, age,
     
 //使用lldb命令，查看地址对应的实现方法名
 (lldb) p (IMP)0x10feb83d2
 (IMP) $0 = 0x000000010feb83d2 (Foundation`_NSSetIntValueAndNotify)
 (lldb) po (IMP) 0x10fb5d400
 (-[Person setAge:] at Person.h:15)

可以发现person1执行了addoObserver之后，person1的isa指针指向的不是Person了，而是NSKVONotifying_Person了
说明，person1调用setAge对应的方法实现是_NSSetIntValueAndNotify这个函数，而不是调用setAge方法了
NSKVONotifying_Person这个类内部实现了setAge:, class, dealloc, _isKVOA这4个方法

_NSSet*ValueAndNotify的内部实现（*表示int、char、double等）
1. 从上面Foundation '_NSSetIntValueAndNotify可以看出,_NSSetIntValueAndNotify这个函数的实现在Foundation框架中
2. 通过手机越狱，导出Foundation框架动态库，然后将动态库文件拖入到Hopper逆向工具，找到该函数，分析该函数内部流程如下：
  1. 调用willChangeValueForKey:
  2. 调用原来的setter实现
  3. 调用didChangeValueForKey:
    1. didChangeValueForKey:内部会调用observer的observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法
Person对象调用addObserver之后如下：

KVC

代码示例：

 #import <Foundation/Foundation.h>
 @interface Person : NSObject
 {
 @public
 //    int  _age;
 //    int _isAge;
 //    int age;
     int isAge;
 }
 @end
    
 #import "Person.h"
 @implementation Person
 /**
  valueForKey会按照下面顺序寻找
  */
 //-(int)getAge{
 //    return 10;
 //}
 //-(int)age{
 //    return 20;
 //}
 //-(int)isAge{
 //    return 30;
 //}
 //-(int)_age{
 //    return 40;
 //}
    
 /**
  setValue: forKey: 会按照下面顺序寻找
  */
 //-(void)setAge:(int)age{
 //    NSLog(@"setAge=====");
 //}
 //-(void)_setAge:(int)age{
 //    NSLog(@"_setAge=====");
 //}
    
 /*
  是否允许直接返回成员变量
  如果不主动实现，默认返回值就是YES
  如果返回值为YES，那么久允许直接访问成员变量，反之不能
  */
 +(BOOL)accessInstanceVariablesDirectly{
 //    return NO;
     return YES;
 }
    
 /*********证明是否手动触发了KVO**********/
    
 //KVO成员变量修改之前调用
 -(void)willChangeValueForKey:(NSString *)key{
     [super willChangeValueForKey:key];
     NSLog(@"willChangeValueForKey - %@", key);
 }
 //KVO成员变量修改之后调用
 -(void)didChangeValueForKey:(NSString *)key{
     NSLog(@"didChangeValueForKey - begin - %@", key);
     //这个内部会调用observer的observeValueForKeyPath方法
     [super didChangeValueForKey:key];
     NSLog(@"didChangeValueForKey - end - %@", key);
 }
           
 @end

 #import "ViewController.h"
 #import "Person.h"
 @interface ViewController ()
 @property (nonatomic,strong) Person *person;
 @end
    
 @implementation ViewController
    
 - (void)viewDidLoad {
     [super viewDidLoad];
     Person *person = [[Person alloc] init];
     self.person = person;
     //KVO监听
     [person addObserver:self forKeyPath:@"age" options:NSKeyValueObservingOptionOld|NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
     //KVC赋值
     [person setValue:@(1) forKey:@"age"];
        
     //打印值
     //        NSLog(@"=====%d",person->_age);
     //         NSLog(@"=====%d",person->_isAge);
     //         NSLog(@"=====%d",person->age);
     NSLog(@"=====%d",person->isAge);
        
        
       
 }
    
 -(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
     //获取值
     NSLog(@"==valueForKey===%@",[self.person valueForKey:@"age"]);
 }

 /**
  1. 发现问题如下：
     1. 即使Person没有实现setAge：方法或者没有age属性，仅仅有_age/_isAge
 /age/isAge成员变量，当KVC赋值的时候，也会触发KVO。
     2. KVO监听的是对象的“age”成员，但是对象即使没有age成员，或者_age成员，只有_isAge或者isAge，也会触发KVO
     3. 说明KVC(setValue:forKey:)内部主动通知了KVO
          //猜测内部实现
          // [person willChangeValueForKey:@"age"];
          // person->_age = 10;
          // [person didChangeValueForKey:@"age"];
     4. 因此，使用KVC修改成员变量值，不管对象内部是否实现setter方法，都会触发KVO
  */
 //当监听对象的属性值发生改变的时候
 - (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context{
        
    NSLog(@"observeValueForKeyPath - %@", change);
 }
    
 - (void)dealloc{
     [self.person removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
 }
 @end

经过上面的代码分析，KVC的原理如下图
1. setValue:forKey:的原理
  1. 到对象寻找是否有setAge方法，找到了传递参数，调用方法，如果没有
  2. 寻找_setAge方法，找到了传递参数，调用方法，如果没有
  3. 获取accessInstanceVariablesDirectly这个类方法的返回值
    1. 返回值为NO，调用setValue:forUndefinedKey:，并抛出异常NSUnknownKeyException
    2. 返回值为YES,继续寻找
  4. 按照_age、_isAge、age、isage顺序查找成员变量，只要找到，直接赋值，没找到
  5. 调用setValue:forUndefinedKey:，并抛出异常NSUnknownKeyException
2. valueForKey:的原理
  1. 按照getAge、age、 isAge、_age顺序查找方法，找到直接调用方法，没找到
  2. 获取accessInstanceVariablesDirectly这个类方法的返回值
    1. 返回值为NO，调用valueForUndefinedKey:，并抛出异常NSUnknownKeyException
    2. 返回值为YES,继续寻找
  3. 按照_age、_isAge、age、isAge顺序查找成员变量，找到直接赋值，没找到
  4. 调用valueForUndefinedKey:，并抛出异常NSUnknownKeyException

面试题

通过KVC修改属性会触发KVO么？
1. 会触发KVO （上面分析的有）
KVC的赋值和取值过程是怎样的？原理是什么？

iOS底层-KVO、KVC

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