KVO机制剖析：深入揭秘其运作原理

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2024-01-23 03:02:54

在Objective-C编程中，键值观察（KVO）是一种强大的机制，允许对象监听其他对象的属性更改。它简化了属性依赖关系的管理，提高了代码的可维护性和可重用性。为了深入理解KVO的运作原理，我们需要对其各个组成部分进行剖析。

观察者注册

当一个对象想要监听另一个对象的属性更改时，它需要注册为观察者。此过程涉及向被观察对象发送addObserver:forKeyPath:options:context:消息。这将触发以下操作：

创建观察者信息： 系统创建一个观察者信息对象，其中包含观察者的引用、键路径（要监听的属性路径）以及观察选项（如NSKeyValueObservingOptionInitial）。
将观察者信息添加到被观察对象： 观察者信息被添加到被观察对象的观察者列表中。
初始化属性： 如果指定了NSKeyValueObservingOptionInitial，则被观察对象会立即调用observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法，传递初始属性值。

依赖项跟踪

观察者注册完成后，KVO机制将开始跟踪观察对象中涉及的依赖项。依赖项是指被观察属性直接或间接依赖的其他属性。KVO使用依赖项信息来优化通知分发，只在相关依赖项更改时才触发观察者。依赖项跟踪通过以下方式实现：

观察图创建： 系统创建一个观察图，将观察对象及其依赖项联系起来。
观察图维护： 当观察对象或其依赖项的属性更改时，观察图会动态更新，以反映这些更改。

通知分发

当被观察属性或其依赖项更改时，KVO机制会向注册的观察者发送通知。通知包含以下信息：

被观察对象： 属性更改的对象。
键路径： 更改的属性路径。
更改： 一个字典，包含有关更改的详细信息，如旧值和新值。
上下文： 在观察者注册时提供的上下文对象。

观察者收到通知后，可以执行自定义逻辑，例如更新UI或进行其他计算。

代码示例

为了更好地理解KVO的运作原理，我们提供一个简单的代码示例：

// 被观察对象
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic) NSString *name;
@end

@implementation Person
- (void)setName:(NSString *)name {
    [self willChangeValueForKey:@"name"];
    _name = name;
    [self didChangeValueForKey:@"name"];
}
@end

// 观察者
@interface Observer : NSObject
@end

@implementation Observer
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context {
    NSLog(@"Name changed to: %@", change[@"new"]);
}
@end

int main() {
    Person *person = [[Person alloc] init];
    Observer *observer = [[Observer alloc] init];

    // 注册观察者
    [person addObserver:observer forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionInitial context:nil];

    // 更改属性
    [person setName:@"John Doe"];

    return 0;
}