OC观察者模式之KVO的使用与思考

引言：

无论用哪种语言进行软件开发，我们都会接触到设计模式，个人认为设计模式存在的意义在于：在某些需求下，采用适合的设计模式，使代码结构合理，从而提高代码的可读性、可扩展性、可移植性，此文将要讨论的是OC开发中的一种常用模式之一：观察者模式之KVO。

KVO俗称键值观察（key－value observe），键值观察是当被观察的对象属性发生改变时，会通知到观察对象的一种机制。

目录：

1、KVO的作用

2、KVO的使用方法

3、KVO的实现原理

4、KVO与KVC、代理、通知的区别

5、KVO实现过程中的注意事项

无论用哪种语言进行软件开发，我们都会接触到设计模式，个人认为设计模式存在的意义在于：在某些需求下，采用适合的设计模式，使代码结构合理，从而提高代码的可读性、可扩展性、可移植性，此文将要讨论的是iOS开发中的一种常用模式之一：观察者模式之KVO。我们先看下官方文档给的KVO介绍：

翻译过来就是：KVO是运用isa混写技术实现自动观察键值的。isa指针是指向对象的类，本质上是指向类中的方法实现。当一个对象注册观察者时，这个对象的isa指针被修改指向一个中间类。永远不要用isa来判断一个类的继承关系，而是应该用class方法来判断类的实例。

KVO俗称键值观察（key－value observe），键值观察是当被观察的对象属性发生改变时，会通知到观察对象的一种机制。

1．KVO的作用

1、监听带有状态的基础控件，如开关、按钮等；

2、监听字符串的改变，当监听的字符串改变时，来做一些自定义的操作；

3、当数据模型的数据发生改变时，视图组件能动态的更新，及时显示数据模型更新后的数据，比如tableview中数据发生变化进行刷新列表操作，监听 scrollView的contentOffset属性监听页面的滑动．

2．KVO的使用方法

KVO的使用可分为自动监听和手动监听。

1．自动监听

1．1自动监听操作步骤：

（1）添加观察者

（2）在观察者中添加观察键值方法

（3）在dealloc中移除监听

1．2示例代码：

创建两个类ModelA和ModelB，两个类中都添加属性“des”，在控制器中，将B添加为A的观察者。代码如下：

ModelA中代码：

ModelB中代码：

控制器中代码：

控制器中添加观察者的方法调用的是如下的类方法：

－ （void）addObserver：（NSObject ＊）observer forKeyPath：（NSString ＊）keyPath options：（NSKeyValueObservingOptions）options context：（nullable void ＊）context

各个参数说明：

＠param observer 被监听的对象

＠param keyPath 被监听对象的属性名，不可为空，为空崩溃

＠param options 有4种

（1）NSKeyValueObservingOptionNew 把更改之前的值提供给处理方法

（2）NSKeyValueObservingOptionOld 把更改之后的值提供给处理方法

（3）NSKeyValueObservingOptionInitial 把初始化的值提供给处理方法，一旦注册，立马就会调用一次。通常它会带有新值，而不会带有旧值。

（4）NSKeyValueObservingOptionPrior 分2次调用。在值改变之前和值改变之后

＠param context 上下文

上述示例代码的运行结果如下所示：

2．手动监听

意思就是说：当某些需要控制监听过程的场景下，就需要手动监听，比如：为了尽量减少不必要的触发通知操作，或者当多个更改同时具备的时候才调用属性改变的监听方法。

实现手动监听的要点主要包括这几部分：

a．重写

（BOOL）automaticallyNotifiesObserversForKey：（NSString ＊）key

b．在set方法中在赋值的前后分别调用

willChangevalueForKey和didChangevalueForKey

2．1实现部分属性的手动监听

在animal．h中添加两个属性age和name，在animal．m中关闭age的自动监听功能，其它属性依然可以自动监听，在控制其中实现添加按钮点击按钮的时候改变age的值，并触发监听方法，代码如下：

animal类：

要实现类方法 automaticallyNotifiesObserversForKey，并在其中设置对特定的 key 不自动发送通知（返回 NO 即可）。这里要注意，对其它非手动实现的 key，要转交给 super 来处理［1，2，3］。

控制器：

当不点击按钮的时候，打印结果只打印了name属性的值：

当点击按钮之后，会手动触发监听，打印结果如下：

2．2所有属性都手动监听（禁止自动监听）

如果需要禁用该类KVO的话直接automaticallyNotifiesObserversForKey返回NO。

将animal．m中的类方法修改之后：

运行之后不点击按钮的话，age和name属性都不会自动调用监听方法：

点击了按钮之后，只有实现了手动监听的age属性调用了监听方法：

3．KVO的实现原理

当某一个类的实例第一次使用KVO的时候，系统就会在运行期间动态的创建该类的一个派生类，该类的命名规则一般是以NSKVONotifying为前缀，以原本的类名为后缀。并且将原型的对象的isa指针指向该派生类。同时在派生类中重载了使用KVO的属性的setter方法，在重载的setter方法中实现真正的通知机制，正如前面我们手动实现KVO一样。这么做是基于设置属性会调用setter方法，而通过重写就获得了 KVO 需要的通知机制。当然前提是要通过遵循 KVO 的属性设置方式来变更属性值，如果仅是直接修改属性对应的成员变量，是无法实现 KVO 的［4，5］。

4．KVO与KVC、代理、通知的区别

1．与KVC的不同？

KVC，即是指 NSKeyValueCoding，一个非正式的 Protocol，提供一种机制来间接访问对象的属性，而不是通过调用Setter、Getter方法等 显式的存取方式去访问。KVO 就是基于 KVC 实现的关键技术之一。

KVO，即Key－Value Observing，它提供一种机制，当指定的对象的属性被修改后，对象就会接受到通知。

2．与delegate的不同？

和delegate一样，KVO和NSNotification的作用都是类与类之间的通信。但是与delegate不同的是：这两个都是负责发送接收通知，剩下的事情由系统处理，所以不用返回值；而delegate 则需要通信的对象通过变量（代理）联系；delegate只是一对一，而这两个可以一对多。delegate是非常严格的语法，需要定义很多代码。

3．和notification的区别？

notification比KVO多了发送通知的一步。两者都是一对多，但是对象之间直接的交互，notification明显得多，需要notificationCenter来做为中间交互。而KVO如我们介绍的，设置观察者－＞处理属性变化，至于中间通知这一环，则隐秘多了，只留一句“交由系统通知”，具体的可参照以上实现过程的剖析。notification的优点是监听不局限于属性的变化，还可以对多种多样的状态变化进行监听，监听范围广，例如键盘、前后台等系统通知的使用也更显灵活方便［6，7］。

5．KVO实现过程中的注意事项

iOS 10以下会有这些情况，iOS11不会出现这些情况，但是为了代码的严谨性，以及以防出现无法预知的错误，还是避开这些比较好。

1、添加观察者次数与remove次数不匹配导致程序崩溃

连续对同一属性添加观察者是可以的，但是也要保证在移除观察者的时候也要移除对应次，不然可能会引发崩溃（iOS11以上不会崩溃）。

当对同一个keypath进行两次removeObserver时会导致程序crash，这种情况常常出现在父类有一个kvo，父类在dealloc中remove了一次，子类又remove了一次的情况下。不要以为这种情况很少出现！当你封装framework开源给别人用或者多人协作开发时是有可能出现的，而且这种crash很难发现。不知道你发现没，目前的代码中context字段都是nil，那能否利用该字段来标识出到底kvo是superClass注册的，还是self注册的？我们可以分别在父类以及本类中定义各自的context字符串，比如在本类中定义context为＠＂ThisIsMyKVOContextNotSuper＂；然后在dealloc中remove observer时指定移除的自身添加的observer。这样iOS就能知道移除的是自己的kvo，而不是父类中的kvo，避免二次remove造成crash［8］。

2、移除不存在的观察者（iOS11以上不会崩溃）

当某个对象并没有添加观察者时，却执行了移除观察者的操作，也会导致程序崩溃，此处不附相关代码。

3、被观察者销毁时还存在观察者（iOS11以上不会崩溃）

这种情况常出现在复杂逻辑下，观察者先于被观察者销毁［9］

4、KVO 行为是同步的，并且发生与所观察的值发生变化的同样的线程上。没有队列或者 Run－loop 的处理。手动或者自动调用 －didChange… 会触发 KVO 通知。

所以，当我们试图从其他线程改变属性值的时候我们应当十分小心，除非能确定所有的观察者都用线程安全的方法处理 KVO 通知。通常来说，我们不推荐把 KVO 和多线程混起来。如果我们要用多个队列和线程，我们不应该在它们互相之间用 KVO［10］。