iOS 中的 KVO 底层实现剖析

2023-12-06 21:04:36

在 iOS 开发中，KVO（Key-Value-Observing）是一种强大的机制，允许对象监视其他对象的属性变化并作出相应反应。KVO 的底层实现机制是 isa-swizzling，它通过在运行时修改对象的 isa 指针来实现对消息的拦截和转发，从而实现对属性变化的监听和处理。本文将深入剖析 KVO 的底层实现原理，帮助读者深入理解 KVO 的工作原理，并掌握其使用技巧。

KVO 的基本概念

KVO 是基于观察者模式设计的一种设计模式，它允许对象注册为其他对象的观察者，并在该对象的属性发生变化时收到通知。KVO 的核心组件包括：

被观察对象（Observed Object）：提供属性并允许其他对象对其进行观察。
观察者对象（Observer Object）：注册为被观察对象的观察者并接收属性变化通知。
KVO 通知中心（KVO Notification Center）：负责管理被观察对象和观察者对象之间的关系，并将属性变化通知传递给观察者对象。

KVO 的工作原理

KVO 的工作原理可以概括为以下几个步骤：

观察者对象调用 addObserver:forKeyPath:options:context: 方法向 KVO 通知中心注册为被观察对象的观察者。
KVO 通知中心将观察者对象添加到被观察对象的观察者列表中。
当被观察对象的属性发生变化时，KVO 通知中心会向所有注册的观察者对象发送通知。
观察者对象收到通知后，可以执行相应的处理逻辑，例如更新 UI、记录属性变化历史等。

KVO 的核心组件

KVO 的核心组件包括：

NSKeyValueObserving 协议：定义了观察者对象必须实现的方法，包括 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 方法，该方法会在被观察对象的属性发生变化时被调用。
NSKeyValueObservingOptions 枚举：定义了 KVO 观察选项，例如是否在属性首次设置时发送通知、是否在属性被废弃时发送通知等。
NSKeyValueChange 结构体：包含属性变化的详细信息，例如属性的旧值和新值。

KVO 的消息转发机制

KVO 的底层实现机制是 isa-swizzling。isa-swizzling 是在运行时修改对象的 isa 指针指向的 Class，从而实现对消息的拦截和转发。当观察者对象注册为被观察对象的观察者时，KVO 通知中心会调用 object_setClass 函数将被观察对象的 isa 指针指向一个新的 Class，这个新的 Class 继承自被观察对象的原始 Class，并重写了属性的 setter 方法。当属性发生变化时，新的 Class 的 setter 方法会被调用，然后将属性变化通知发送给所有注册的观察者对象。

总结

KVO 是 iOS 开发中一种非常强大的机制，它允许对象监视其他对象的属性变化并作出相应反应。KVO 的底层实现机制是 isa-swizzling，它通过在运行时修改对象的 isa 指针来实现对消息的拦截和转发，从而实现对属性变化的监听和处理。理解 KVO 的工作原理和实现细节可以帮助开发者更好地掌握 KVO 的使用技巧，在开发中更加游刃有余。