引言：

無(wú)論用哪種語(yǔ)言進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，我們都會(huì)接觸到設(shè)計(jì)模式，個(gè)人認(rèn)為設(shè)計(jì)模式存在的意義在于：在某些需求下，采用適合的設(shè)計(jì)模式，使代碼結(jié)構(gòu)合理，從而提高代碼的可讀性、可擴(kuò)展性、可移植性，此文將要討論的是OC開(kāi)發(fā)中的一種常用模式之一：觀察者模式之KVO。

KVO俗稱鍵值觀察（key－value observe），鍵值觀察是當(dāng)被觀察的對(duì)象屬性發(fā)生改變時(shí)，會(huì)通知到觀察對(duì)象的一種機(jī)制。

目錄：

1、KVO的作用

2、KVO的使用方法

3、KVO的實(shí)現(xiàn)原理

4、KVO與KVC、代理、通知的區(qū)別

5、KVO實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)

無(wú)論用哪種語(yǔ)言進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，我們都會(huì)接觸到設(shè)計(jì)模式，個(gè)人認(rèn)為設(shè)計(jì)模式存在的意義在于：在某些需求下，采用適合的設(shè)計(jì)模式，使代碼結(jié)構(gòu)合理，從而提高代碼的可讀性、可擴(kuò)展性、可移植性，此文將要討論的是iOS開(kāi)發(fā)中的一種常用模式之一：觀察者模式之KVO。我們先看下官方文檔給的KVO介紹：

翻譯過(guò)來(lái)就是：KVO是運(yùn)用isa混寫技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觀察鍵值的。isa指針是指向?qū)ο蟮念悾�本質(zhì)上是指向類中的方法實(shí)現(xiàn)。當(dāng)一個(gè)對(duì)象注冊(cè)觀察者時(shí)，這個(gè)對(duì)象的isa指針被修改指向一個(gè)中間類。永遠(yuǎn)不要用isa來(lái)判斷一個(gè)類的繼承關(guān)系，而是應(yīng)該用class方法來(lái)判斷類的實(shí)例。

KVO俗稱鍵值觀察（key－value observe），鍵值觀察是當(dāng)被觀察的對(duì)象屬性發(fā)生改變時(shí)，會(huì)通知到觀察對(duì)象的一種機(jī)制。

1．KVO的作用

1、監(jiān)聽(tīng)?zhēng)в袪顟B(tài)的基礎(chǔ)控件，如開(kāi)關(guān)、按鈕等；

2、監(jiān)聽(tīng)字符串的改變，當(dāng)監(jiān)聽(tīng)的字符串改變時(shí)，來(lái)做一些自定義的操作；

3、當(dāng)數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)發(fā)生改變時(shí)，視圖組件能動(dòng)態(tài)的更新，及時(shí)顯示數(shù)據(jù)模型更新后的數(shù)據(jù)，比如tableview中數(shù)據(jù)發(fā)生變化進(jìn)行刷新列表操作，監(jiān)聽(tīng) scrollView的contentOffset屬性監(jiān)聽(tīng)頁(yè)面的滑動(dòng)．

2．KVO的使用方法

KVO的使用可分為自動(dòng)監(jiān)聽(tīng)和手動(dòng)監(jiān)聽(tīng)。

1．自動(dòng)監(jiān)聽(tīng)

1．1自動(dòng)監(jiān)聽(tīng)操作步驟：

（1）添加觀察者

（2）在觀察者中添加觀察鍵值方法

（3）在dealloc中移除監(jiān)聽(tīng)

1．2示例代碼：

創(chuàng)建兩個(gè)類ModelA和ModelB，兩個(gè)類中都添加屬性“des”，在控制器中，將B添加為A的觀察者。代碼如下：

ModelA中代碼：

ModelB中代碼：

控制器中代碼：

控制器中添加觀察者的方法調(diào)用的是如下的類方法：

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

各個(gè)參數(shù)說(shuō)明：

＠param observer 被監(jiān)聽(tīng)的對(duì)象

＠param keyPath 被監(jiān)聽(tīng)對(duì)象的屬性名，不可為空，為空崩潰

＠param options 有4種

（1）NSKeyValueObservingOptionNew 把更改之前的值提供給處理方法

（2）NSKeyValueObservingOptionOld 把更改之后的值提供給處理方法

（3）NSKeyValueObservingOptionInitial 把初始化的值提供給處理方法，一旦注冊(cè)，立馬就會(huì)調(diào)用一次。通常它會(huì)帶有新值，而不會(huì)帶有舊值。

（4）NSKeyValueObservingOptionPrior 分2次調(diào)用。在值改變之前和值改變之后

＠param context 上下文

上述示例代碼的運(yùn)行結(jié)果如下所示：

2．手動(dòng)監(jiān)聽(tīng)

意思就是說(shuō)：當(dāng)某些需要控制監(jiān)聽(tīng)過(guò)程的場(chǎng)景下，就需要手動(dòng)監(jiān)聽(tīng)，比如：為了盡量減少不必要的觸發(fā)通知操作，或者當(dāng)多個(gè)更改同時(shí)具備的時(shí)候才調(diào)用屬性改變的監(jiān)聽(tīng)方法。

實(shí)現(xiàn)手動(dòng)監(jiān)聽(tīng)的要點(diǎn)主要包括這幾部分：

a．重寫

（BOOL）automaticallyNotifiesObserversForKey：（NSString ＊）key

b．在set方法中在賦值的前后分別調(diào)用

willChangeValueForKey和didChangeValueForKey

2．1實(shí)現(xiàn)部分屬性的手動(dòng)監(jiān)聽(tīng)

在animal．h中添加兩個(gè)屬性age和name，在animal．m中關(guān)閉age的自動(dòng)監(jiān)聽(tīng)功能，其它屬性依然可以自動(dòng)監(jiān)聽(tīng)，在控制其中實(shí)現(xiàn)添加按鈕點(diǎn)擊按鈕的時(shí)候改變age的值，并觸發(fā)監(jiān)聽(tīng)方法，代碼如下：

animal類：

要實(shí)現(xiàn)類方法 automaticallyNotifiesObserversForKey，并在其中設(shè)置對(duì)特定的 key 不自動(dòng)發(fā)送通知（返回 NO 即可）。這里要注意，對(duì)其它非手動(dòng)實(shí)現(xiàn)的 key，要轉(zhuǎn)交給 super 來(lái)處理［1，2，3］。

控制器：

當(dāng)不點(diǎn)擊按鈕的時(shí)候，打印結(jié)果只打印了name屬性的值：

當(dāng)點(diǎn)擊按鈕之后，會(huì)手動(dòng)觸發(fā)監(jiān)聽(tīng)，打印結(jié)果如下：

2．2所有屬性都手動(dòng)監(jiān)聽(tīng)（禁止自動(dòng)監(jiān)聽(tīng)）

如果需要禁用該類KVO的話直接automaticallyNotifiesObserversForKey返回NO。

將animal．m中的類方法修改之后：

運(yùn)行之后不點(diǎn)擊按鈕的話，age和name屬性都不會(huì)自動(dòng)調(diào)用監(jiān)聽(tīng)方法：

點(diǎn)擊了按鈕之后，只有實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)監(jiān)聽(tīng)的age屬性調(diào)用了監(jiān)聽(tīng)方法：

3．KVO的實(shí)現(xiàn)原理

當(dāng)某一個(gè)類的實(shí)例第一次使用KVO的時(shí)候，系統(tǒng)就會(huì)在運(yùn)行期間動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建該類的一個(gè)派生類，該類的命名規(guī)則一般是以NSKVONotifying為前綴，以原本的類名為后綴。并且將原型的對(duì)象的isa指針指向該派生類。同時(shí)在派生類中重載了使用KVO的屬性的setter方法，在重載的setter方法中實(shí)現(xiàn)真正的通知機(jī)制，正如前面我們手動(dòng)實(shí)現(xiàn)KVO一樣。這么做是基于設(shè)置屬性會(huì)調(diào)用setter方法，而通過(guò)重寫就獲得了 KVO 需要的通知機(jī)制。當(dāng)然前提是要通過(guò)遵循 KVO 的屬性設(shè)置方式來(lái)變更屬性值，如果僅是直接修改屬性對(duì)應(yīng)的成員變量，是無(wú)法實(shí)現(xiàn) KVO 的［4，5］。

4．KVO與KVC、代理、通知的區(qū)別

1．與KVC的不同？

KVC，即是指 NSKeyValueCoding，一個(gè)非正式的 Protocol，提供一種機(jī)制來(lái)間接訪問(wèn)對(duì)象的屬性，而不是通過(guò)調(diào)用Setter、Getter方法等 顯式的存取方式去訪問(wèn)。KVO 就是基于 KVC 實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

KVO，即Key－Value Observing，它提供一種機(jī)制，當(dāng)指定的對(duì)象的屬性被修改后，對(duì)象就會(huì)接受到通知。

2．與delegate的不同？

和delegate一樣，KVO和NSNotification的作用都是類與類之間的通信。但是與delegate不同的是：這兩個(gè)都是負(fù)責(zé)發(fā)送接收通知，剩下的事情由系統(tǒng)處理，所以不用返回值；而delegate 則需要通信的對(duì)象通過(guò)變量（代理）聯(lián)系；delegate只是一對(duì)一，而這兩個(gè)可以一對(duì)多。delegate是非常嚴(yán)格的語(yǔ)法，需要定義很多代碼。

3．和notification的區(qū)別？

notification比KVO多了發(fā)送通知的一步。兩者都是一對(duì)多，但是對(duì)象之間直接的交互，notification明顯得多，需要notificationCenter來(lái)做為中間交互。而KVO如我們介紹的，設(shè)置觀察者－＞處理屬性變化，至于中間通知這一環(huán)，則隱秘多了，只留一句“交由系統(tǒng)通知”，具體的可參照以上實(shí)現(xiàn)過(guò)程的剖析。notification的優(yōu)點(diǎn)是監(jiān)聽(tīng)不局限于屬性的變化，還可以對(duì)多種多樣的狀態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，監(jiān)聽(tīng)范圍廣，例如鍵盤、前后臺(tái)等系統(tǒng)通知的使用也更顯靈活方便［6，7］。

5．KVO實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)

iOS 10以下會(huì)有這些情況，iOS11不會(huì)出現(xiàn)這些情況，但是為了代碼的嚴(yán)謹(jǐn)性，以及以防出現(xiàn)無(wú)法預(yù)知的錯(cuò)誤，還是避開(kāi)這些比較好。

1、添加觀察者次數(shù)與remove次數(shù)不匹配導(dǎo)致程序崩潰

連續(xù)對(duì)同一屬性添加觀察者是可以的，但是也要保證在移除觀察者的時(shí)候也要移除對(duì)應(yīng)次，不然可能會(huì)引發(fā)崩潰（iOS11以上不會(huì)崩潰）。

當(dāng)對(duì)同一個(gè)keypath進(jìn)行兩次removeObserver時(shí)會(huì)導(dǎo)致程序crash，這種情況常常出現(xiàn)在父類有一個(gè)kvo，父類在dealloc中remove了一次，子類又remove了一次的情況下。不要以為這種情況很少出現(xiàn)！當(dāng)你封裝framework開(kāi)源給別人用或者多人協(xié)作開(kāi)發(fā)時(shí)是有可能出現(xiàn)的，而且這種crash很難發(fā)現(xiàn)。不知道你發(fā)現(xiàn)沒(méi)，目前的代碼中context字段都是nil，那能否利用該字段來(lái)標(biāo)識(shí)出到底kvo是superClass注冊(cè)的，還是self注冊(cè)的？我們可以分別在父類以及本類中定義各自的context字符串，比如在本類中定義context為＠＂ThisIsMyKVOContextNotSuper＂；然后在dealloc中remove observer時(shí)指定移除的自身添加的observer。這樣iOS就能知道移除的是自己的kvo，而不是父類中的kvo，避免二次remove造成crash［8］。

2、移除不存在的觀察者（iOS11以上不會(huì)崩潰）

當(dāng)某個(gè)對(duì)象并沒(méi)有添加觀察者時(shí)，卻執(zhí)行了移除觀察者的操作，也會(huì)導(dǎo)致程序崩潰，此處不附相關(guān)代碼。

3、被觀察者銷毀時(shí)還存在觀察者（iOS11以上不會(huì)崩潰）

這種情況常出現(xiàn)在復(fù)雜邏輯下，觀察者先于被觀察者銷毀［9］

4、KVO 行為是同步的，并且發(fā)生與所觀察的值發(fā)生變化的同樣的線程上。沒(méi)有隊(duì)列或者 Run－loop 的處理。手動(dòng)或者自動(dòng)調(diào)用 －didChange… 會(huì)觸發(fā) KVO 通知。

所以，當(dāng)我們?cè)噲D從其他線程改變屬性值的時(shí)候我們應(yīng)當(dāng)十分小心，除非能確定所有的觀察者都用線程安全的方法處理 KVO 通知。通常來(lái)說(shuō)，我們不推薦把 KVO 和多線程混起來(lái)。如果我們要用多個(gè)隊(duì)列和線程，我們不應(yīng)該在它們互相之間用 KVO［10］。