引言：

無論用哪種語言進行軟件開發(fā)，我們都會接觸到設計模式，個人認為設計模式存在的意義在于：在某些需求下，采用適合的設計模式，使代碼結(jié)構(gòu)合理，從而提高代碼的可讀性、可擴展性、可移植性，此文將要討論的是OC開發(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），鍵值觀察是當被觀察的對象屬性發(fā)生改變時，會通知到觀察對象的一種機制。

目錄：

1、KVO的作用

2、KVO的使用方法

3、KVO的實現(xiàn)原理

4、KVO與KVC、代理、通知的區(qū)別

5、KVO實現(xiàn)過程中的注意事項

無論用哪種語言進行軟件開發(fā)，我們都會接觸到設計模式，個人認為設計模式存在的意義在于：在某些需求下，采用適合的設計模式，使代碼結(jié)構(gòu)合理，從而提高代碼的可讀性、可擴展性、可移植性，此文將要討論的是iOS開發(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：

翻譯過來就是：KVO是運用isa混寫技術(shù)實現(xiàn)自動觀察鍵值的。isa指針是指向?qū)ο蟮念�，本質(zhì)上是指向類中的方法實現(xiàn)。當一個對象注冊觀察者時，這個對象的isa指針被修改指向一個中間類。永遠不要用isa來判斷一個類的繼承關(guān)系，而是應該用class方法來判斷類的實例。

KVO俗稱鍵值觀察（key－value observe），鍵值觀察是當被觀察的對象屬性發(fā)生改變時，會通知到觀察對象的一種機制。

1．KVO的作用

1、監(jiān)聽帶有狀態(tài)的基礎控件，如開關(guān)、按鈕等；

2、監(jiān)聽字符串的改變，當監(jiān)聽的字符串改變時，來做一些自定義的操作；

3、當數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)發(fā)生改變時，視圖組件能動態(tài)的更新，及時顯示數(shù)據(jù)模型更新后的數(shù)據(jù)，比如tableview中數(shù)據(jù)發(fā)生變化進行刷新列表操作，監(jiān)聽 scrollView的contentOffset屬性監(jiān)聽頁面的滑動．

2．KVO的使用方法

KVO的使用可分為自動監(jiān)聽和手動監(jiān)聽。

1．自動監(jiān)聽

1．1自動監(jiān)聽操作步驟：

（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

1．2示例代碼：

創(chuàng)建兩個類ModelA和ModelB，兩個類中都添加屬性“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

各個參數(shù)說明：

＠param observer 被監(jiān)聽的對象

＠param keyPath 被監(jiān)聽對象的屬性名，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，立馬就會調(diào)用一次。通常它會帶有新值，而不會帶有舊值。

（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

上述示例代碼的運行結(jié)果如下所示：

2．手動監(jiān)聽

意思就是說：當某些需要控制監(jiān)聽過程的場景下，就需要手動監(jiān)聽，比如：為了盡量減少不必要的觸發(fā)通知操作，或者當多個更改同時具備的時候才調(diào)用屬性改變的監(jiān)聽方法。

實現(xiàn)手動監(jiān)聽的要點主要包括這幾部分：

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實現(xiàn)部分屬性的手動監(jiān)聽

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

animal類：

要實現(xiàn)類方法 automaticallyNotifiesObserversForKey，并在其中設置對特定的 key 不自動發(fā)送通知（返回 NO 即可）。這里要注意，對其它非手動實現(xiàn)的 key，要轉(zhuǎn)交給 super 來處理［1，2，3］。

控制器：

當不點擊按鈕的時候，打印結(jié)果只打印了name屬性的值：

當點擊按鈕之后，會手動觸發(fā)監(jiān)聽，打印結(jié)果如下：

2．2所有屬性都手動監(jiān)聽（禁止自動監(jiān)聽）

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：

運行之后不點擊按鈕的話，age和name屬性都不會自動調(diào)用監(jiān)聽方法：

點擊了按鈕之后，只有實現(xiàn)了手動監(jiān)聽的age屬性調(diào)用了監(jiān)聽方法：

3．KVO的實現(xiàn)原理

當某一個類的實例第一次使用KVO的時候，系統(tǒng)就會在運行期間動態(tài)的創(chuàng)建該類的一個派生類，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。并且將原型的對象的isa指針指向該派生類。同時在派生類中重載了使用KVO的屬性的setter方法，在重載的setter方法中實現(xiàn)真正的通知機制，正如前面我們手動實現(xiàn)KVO一樣。這么做是基于設置屬性會調(diào)用setter方法，而通過重寫就獲得了 KVO 需要的通知機制。當然前提是要通過遵循 KVO 的屬性設置方式來變更屬性值，如果僅是直接修改屬性對應的成員變量，是無法實現(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，一個非正式的 Protocol，提供一種機制來間接訪問對象的屬性，而不是通過調(diào)用Setter、Getter方法等 顯式的存取方式去訪問。KVO 就是基于 KVC 實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

KVO，即Key－Value Observing，它提供一種機制，當指定的對象的屬性被修改后，對象就會接受到通知。

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：這兩個都是負責發(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 則需要通信的對象通過變量（代理）聯(lián)系；delegate只是一對一，而這兩個可以一對多。delegate是非常嚴格的語法，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。兩者都是一對多，但是對象之間直接的交互，notification明顯得多，需要notificationCenter來做為中間交互。而KVO如我們介紹的，設置觀察者－＞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現(xiàn)過程的剖析。notification的優(yōu)點是監(jiān)聽不局限于屬性的變化，還可以對多種多樣的狀態(tài)變化進行監(jiān)聽，監(jiān)聽范圍廣，例如鍵盤、前后臺等系統(tǒng)通知的使用也更顯靈活方便［6，7］。

5．KVO實現(xiàn)過程中的注意事項

iOS 10以下會有這些情況，iOS11不會出現(xiàn)這些情況，但是為了代碼的嚴謹性，以及以防出現(xiàn)無法預知的錯誤，還是避開這些比較好。

1、添加觀察者次數(shù)與remove次數(shù)不匹配導致程序崩潰

連續(xù)對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候也要移除對應次，不然可能會引發(fā)崩潰（iOS11以上不會崩潰）。

當對同一個keypath進行兩次removeObserver時會導致程序crash，這種情況常常出現(xiàn)在父類有一個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)！當你封裝framework開源給別人用或者多人協(xié)作開發(fā)時是有可能出現(xiàn)的，而且這種crash很難發(fā)現(xiàn)。不知道你發(fā)現(xiàn)沒，目前的代碼中context字段都是nil，那能否利用該字段來標識出到底kvo是superClass注冊的，還是self注冊的？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以上不會崩潰）

當某個對象并沒有添加觀察者時，卻執(zhí)行了移除觀察者的操作，也會導致程序崩潰，此處不附相關(guān)代碼。

3、被觀察者銷毀時還存在觀察者（iOS11以上不會崩潰）

這種情況常出現(xiàn)在復雜邏輯下，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。沒有隊列或者 Run－loop 的處理。手動或者自動調(diào)用 －didChange… 會觸發(fā) KVO 通知。

所以，當我們試圖從其他線程改變屬性值的時候我們應當十分小心，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。通常來說，我們不推薦把 KVO 和多線程混起來。如果我們要用多個隊列和線程，我們不應該在它們互相之間用 KVO［10］。