引言：

無論用哪種語言進行軟件開發，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，使代碼結構合理，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的實現原理

4、KVO與KVC、代理、通知的區別

5、KVO實現過程中的注意事項

無論用哪種語言進行軟件開發，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，使代碼結構合理，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混寫技術實現自動觀察鍵值的。isa指針是指向對象的類，本質上是指向類中的方法實現。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生改變時，會通知到觀察對象的一種機制。

1．KVO的作用

1、監聽帶有狀態的基礎控件，如開關、按鈕等；

2、監聽字符串的改變，當監聽的字符串改變時，來做一些自定義的操作；

3、當數據模型的數據發生改變時，視圖組件能動態的更新，及時顯示數據模型更新后的數據，比如tableview中數據發生變化進行刷新列表操作，監聽 scrollView的contentOffset屬性監聽頁面的滑動．

2．KVO的使用方法

KVO的使用可分為自動監聽和手動監聽。

1．自動監聽

1．1自動監聽操作步驟：

（1）添加觀察者

（2）在觀察者中添加觀察鍵值方法

（3）在dealloc中移除監聽

1．2示例代碼：

創建兩個類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

各個參數說明：

＠param observer 被監聽的對象

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

（4）NSKeyValueObservingOptionPrior 分2次調用。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果如下所示：

2．手動監聽

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

實現手動監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用

willChangeValueForKey和didChangeValueForKey

2．1實現部分屬性的手動監聽

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

animal類：

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

控制器：

當不點擊按鈕的時候，打印結果只打印了name屬性的值：

當點擊按鈕之后，會手動觸發監聽，打印結果如下：

2．2所有屬性都手動監聽（禁止自動監聽）

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屬性都不會自動調用監聽方法：

點擊了按鈕之后，只有實現了手動監聽的age屬性調用了監聽方法：

3．KVO的實現原理

當某一個類的實例第一次使用KVO的時候，系統就會在運行期間動態的創建該類的一個派生類，該類的命名規則一般是以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方法中實現真正的通知機制，正如前面我們手動實現KVO一樣。這么做是基于設置屬性會調用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 KVO 的［4，5］。

4．KVO與KVC、代理、通知的區別

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，而不是通過調用Setter、Getter方法等 顯式的存取方式去訪問。KVO 就是基于 KVC 實現的關鍵技術之一。

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：這兩個都是負責發送接收通知，剩下的事情由系統處理，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的區別？

notification比KVO多了發送通知的一步。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，則隱秘多了，只留一句“交由系統通知”，具體的可參照以上實現過程的剖析。notification的優點是監聽不局限于屬性的變化，還可以對多種多樣的狀態變化進行監聽，監聽范圍廣，例如鍵盤、前后臺等系統通知的使用也更顯靈活方便［6，7］。

5．KVO實現過程中的注意事項

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

1、添加觀察者次數與remove次數不匹配導致程序崩潰

連續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！當你封裝framework開源給別人用或者多人協作開發時是有可能出現的，而且這種crash很難發現。不知道你發現沒，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，卻執行了移除觀察者的操作，也會導致程序崩潰，此處不附相關代碼。

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，并且發生與所觀察的值發生變化的同樣的線程上。沒有隊列或者 Run－loop 的處理。手動或者自動調用 －didChange… 會觸發 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］。