22.KVO底层原理

一、 中间类

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一般提到 KVO 底层，大家可能都知道是生成类一个 NSKVONotifying_XXX 的类。但是再往深了问可能就答不出来了。

1.1 中间类是动态生成的还是编译生成的？

在设置观察者之前我们通过调用 objc_getClass("NSKVONotifying_RYModel")，看能否获取到 NSKVONotifying_RYModel 类。

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添加观察者之后

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***结论：***可见 NSKVONotifying_RYModel 确实是动态生成的，而不是编译完成后就已经存在的。

1.2 中间类 和 本类 的关系

先猜测 NSKVONotifying_RYModel 是否是 RYModel 的子类，来验证一下。

打印自己与所有子类

- (void)logSubClassChain:(Class)cls {
    int count = objc_getClassList(NULL, 0);
    
    NSMutableArray *tempArr = @[cls].mutableCopy;
    Class *classes = (Class*)malloc(sizeof(Class) * count);
    objc_getClassList(classes, count);
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        if (cls == class_getSuperclass(classes[i])) {
            [tempArr addObject:classes[i]];
        }
    }
    free(classes);
    NSLog(@"Classes : %@", tempArr);
}

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发现添加观察者后输出的多了一个 NSKVONotifying_RYModel 证明了它确实是 RYModel 的子类

***结论：***KVO动态创建的类是本类的一个子类。

1.3 中间类的生命周期是怎样的？是否会移除？

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***结论：***移除观察者，观察者释放后并不会 NSKVONotifying_XXX 页依旧存在。

***思考：***由于中间类一旦生成就一直存在，所以理论上也不宜过多使用 KVO。

1.4 中间类的方法列表和本类有什么区别？

添加打印方法的方法：

+ (void)logAllMethodOf:(Class)cls {
    NSLog(@"%s %@", __func__, cls);
    unsigned int count = 0;
    Method *methodList = class_copyMethodList(cls, &count);
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        Method method = methodList[i];
        SEL sel = method_getName(method);
        IMP imp = method_getImplementation(method);
        NSLog(@"SEL: %@ IMP: %p", NSStringFromSelector(sel), imp);
    }
    free(methodList);
    NSLog(@"\n");
}

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RYModel

• SEL: name IMP: 0x100003210

• SEL: .cxx_destruct IMP: 0x1000032a0

• SEL: setName: IMP: 0x100003170

• SEL: books IMP: 0x100003240

• SEL: setBooks: IMP: 0x100003260

NSKVONotifying_RYModel

• SEL: setBooks: IMP: 0x7fff212b9d2e

• SEL: setName: IMP: 0x7fff212b9d2e

• SEL: class IMP: 0x7fff2127cc06

• SEL: dealloc IMP: 0x7fff212bf9f5

• SEL: _isKVOA IMP: 0x7fff213e3e3a

1.5 中间类的方法是继承的还是重写的？

新建一个子类，重写父类的方法：

@implementation RYSubModel

- (void)setBooks:(NSMutableArray<NSString *> *)books {
    [super setBooks:books];
}

@end

输出：

// 子类
+[KVOTool logAllMethodOf:] RYSubModel
SEL: setBooks: IMP: 0x100003240

// 本类
添加观察者之前：RYModel
+[KVOTool logAllMethodOf:] RYModel
SEL: name IMP: 0x100003160
SEL: .cxx_destruct IMP: 0x1000031f0
SEL: setName: IMP: 0x1000030c0
SEL: books IMP: 0x100003190
SEL: setBooks: IMP: 0x1000031b0

// 中间类
添加观察者之后：NSKVONotifying_RYModel
+[KVOTool logAllMethodOf:] NSKVONotifying_RYModel
SEL: setBooks: IMP: 0x7fff212b9d2e
SEL: setName: IMP: 0x7fff212b9d2e
SEL: class IMP: 0x7fff2127cc06
SEL: dealloc IMP: 0x7fff212bf9f5
SEL: _isKVOA IMP: 0x7fff213e3e3a

1.6 KVO 开关对方法列表的影响

+ (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key {
    if ([key isEqualToString:@"name"]) {
        return NO;
    }
    return YES;
}

停止 name 自动发送通知后，中间类的方法列表中就没有类 setName。

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二、 ISA 指向变换

上面我们知道被观察的对象类型变成类一个中间类。那么它是怎么变的呢？

2.1 改变

添加观察者之前

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添加观察者之后

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很明显实例的 ISA 的指向发生了变化。

2.2 恢复

开始移除观察者：

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移除最后一个观察者：

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观察者全部移除：

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恢复了 RYModel

思考：全部Key移除了观察者才ISA恢复的本类，如果不完全移除呢？

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剩了一个 Key 没有移除观察者

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到最后实例的 ISA 指向还是 中间类。

三、 触发通知的过程

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我们在 KVO 通知接收的地方下个断点，调用堆栈：

• tool.ryuk.name = @"Ryukie";

  • Foundation`_NSSetObjectValueAndNotify

    • Foundation`-[NSObject(NSKeyValueObservingPrivate) _changeValueForKey🔑key:usingBlock:]

      • Foundation`-[NSObject(NSKeyValueObservingPrivate) _changeValueForKeys:count:maybeOldValuesDict:maybeNewValuesDict:usingBlock:]

        • Foundation`NSKeyValueDidChange

          • Foundation`NSKeyValueNotifyObserver

            • -[KVOTool observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:]

总结

到此，我们知道了

• 使用 KVO 过程中动态生成了中间类

• 中间类和本类是继承关系，同时重写了本类的一些方法

• 自动监听开关对与中间类的结构是有影响的

• 被观察者 ISA 的指向会发生变化，完全移除所有观察Key后会恢复。