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KVO/KVC 原理、实现分析

2013-01-24 16:40 253 查看

一、原理：

Objective-C如何避免动态绑定，而获得方法地址

苹果开发中文网2010-3-1212:18:15作者：发芽的石头

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避免动态绑定的唯一办法就是取得方法的地址，并且直接象函数调用一样调用它。当一个方法会被连续调用很多次，而且您希望节省每次调用方法都要发送消息的开销时，使用方法地址来调用方法就显得很有效。

利用
NSObject
类中的
methodForSelector:
方法，您可以获得一个指向方法实现的指针，并可以使用该指针直接调用方法实现。
methodForSelector:
返回的指针和赋值的变量类型必须完全一致，包括方法的参数类型和返回值类型都在类型识别的考虑范围中。

下面的例子展示了怎么使用指针来调用
setFilled:
的方法实现：

void(*setter)(id,SEL,BOOL);

inti;


setter=(void(*)(id,SEL,BOOL))[target

methodForSelector:@selector(setFilled:)];

for(i=0;i<1000,i++){

setter(targetList[i],@selector(setFilled:),YES);

}

其中setter就是一个IMP类型的变量：id(*IMP)(id,SEL,...);IMP是一个指向方法实现指针类型。对比一下C环境下面的函数实现指针：

idanObject,theResult;

IMPsomeImp;

SELaSelector;

//...

theResult=someImp(anObject,aSelector);



方法指针的第一个参数是接收消息的对象（
self
），第二个参数是方法选标（
_cmd
）。这两个参数在方法中是隐藏参数，但使用函数的形式来调用方法时必须显示的给出。

使用
methodForSelector:
来避免动态绑定将减少大部分消息的开销，但是这只有在指定的消息被重复发送很多次时才有意义，例如上面的
for
循环。

注意，
methodForSelector:
是Cocoa运行时系统的提供的功能，而不是Objective-C语言本身的功能。

二、实现

Key-ValueCoding（KVC）实现分析

KVC运用了一个isa-swizzling技术。isa-swizzling就是类型混合指针机制。KVC主要通过isa-swizzling，来实现其内部查找定位的。isa指针，如其名称所指，（就是isakindof的意思），指向维护分发表的对象的类。该分发表实际上包含了指向实现类中的方法的指针，和其它数据。

比如说如下的一行KVC的代码：

[sitesetValue:@"sitename"forKey:@"name"];

就会被编译器处理成：

SELsel=sel_get_uid("setValue:forKey:");

IMPmethod=objc_msg_lookup(site->isa,sel);

method(site,sel,@"sitename",@"name");

首先介绍两个基本概念：

（1）SEL数据类型：它是编译器运行Objective-C里的方法的环境参数。

（2）IMP数据类型：他其实就是一个编译器内部实现时候的函数指针。当Objective-C编译器去处理实现一个方法的时候，就会指向一个IMP对象，这个对象是C语言表述的类型（事实上，在Objective-C的编译器处理的时候，基本上都是C语言的）。

关于如何找到实现函数的指针，可参考文章：《Objective-C如何避免动态绑定，而获得方法地址》：http://www.cocoadev.cn/Objective-C/Get-method-address.asp

这下KVC内部的实现就很清楚的清楚了：一个对象在调用setValue的时候，（1）首先根据方法名找到运行方法的时候所需要的环境参数。（2）他会从自己isa指针结合环境参数，找到具体的方法实现的接口。（3）再直接查找得来的具体的方法实现。

Key-ValueObserving（KVO）实现

在上面所介绍的KVC机制上加上KVO的自动观察消息通知机制就水到渠成了。

当观察者为一个对象的属性进行了注册，被观察对象的isa指针被修改的时候，isa指针就会指向一个中间类，而不是真实的类。所以isa指针其实不需要指向实例对象真实的类。所以我们的程序最好不要依赖于isa指针。在调用类的方法的时候，最好要明确对象实例的类名。

熟悉KVO的朋友都知道，只有当我们调用KVC去访问key值的时候KVO才会起作用。所以肯定确定的是，KVO是基于KVC实现的。其实看了上面我们的分析以后，关系KVO的架构的构思也就水到渠成了。

因为KVC的实现机制，可以很容易看到某个KVC操作的Key，而后也很容易的跟观察者注册表中的Key进行匹对。假如访问的Key是被观察的Key，那么我们在内部就可以很容易的到观察者注册表中去找到观察者对象，而后给他发送消息。

详细了解Cocoa中KVO机制是什么
KVO是一个怎么样的Cocoa机制？

答：Kvo（KeyValueCoding）是cocoa中用来设值或取值的协议(NSKeyValueCoding)，跟java的ejb有点类似。都是通过对变量和函数名进行规范达到方便设置类成员值的目的.它是Cocoa的一个重要机制，它有点类似于Notification,但是，它提供了观察某一属性变化的方法，而Notification需要一个发送notification的对象,这样KVO就比Notification极大的简化了代码。这种观察-被观察模型适用于这样的情况，比方说根据A(数据类)的某个属性值变化，B(view类)中的某个属性做出相应变化。对于推崇MVC的cocoa而言，kvo应用价值很高。

kvo的使用方法：

1、注册：-(void)addObserver:(NSObject*)anObserverforKeyPath:(NSString*)keyPathoptions:(NSKeyValueObservingOptions)optionscontext:(void*)contextkeyPath就是要观察的属性值，options给你观察键值变化的选择，而context方便传输你需要的数据(注意这是一个void型)

2、实现变化方法：
-(void)observeValueForKeyPath:(NSString*)keyPathofObject:(id)objectchange:(NSDictionary*)changecontext:(void*)contextchange里存储了一些变化的数据，比如变化前的数据，变化后的数据;如果注册时context不为空，这里context就能接收到。是不是很简单?kvo的逻辑非常清晰，实现步骤简单

k－v－o扫盲
对kvo／kvc做了简单的介绍，可作为入门读物。

有些术语描述不够精确请指正。

欢迎讨论。

Kvo是Cocoa的一个重要机制，他提供了观察某一属性变化的方法，极大的简化了代码。这种观察－被观察模型适用于这样的情况，比方说根据A（数据类）的某个属性值变化，B（view类）中的某个属性做出相应变化。对于推崇MVC的cocoa而言，kvo应用的地方非常广泛。（这样的机制听起来类似Notification，但是notification是需要一个发送notification的对象，一般是notificationCenter，来通知观察者。而kvo是直接通知到观察对象。）

适用kvo时，通常遵循如下流程：

1注册：

-(void)addObserver:(NSObject*)anObserverforKeyPath:(NSString*)keyPathoptions:(NSKeyValueObservingOptions)optionscontext:(void*)context


keyPath就是要观察的属性值，options给你观察键值变化的选择，而context方便传输你需要的数据（注意这是一个void型）

2实现变化方法：

-(void)observeValueForKeyPath:(NSString*)keyPathofObject:(id)object
change:(NSDictionary*)changecontext:(void*)context


change里存储了一些变化的数据，比如变化前的数据，变化后的数据；如果注册时context不为空，这里context就能接收到。

是不是很简单？kvo的逻辑非常清晰，实现步骤简单。

说了这么多，大家都要跃跃欲试了吧。可是，在此之前，我们还需要了解KVC机制。其实，知道了kvo的逻辑只是帮助你理解而已，要真正掌握的，不在于kvo的实现步骤是什么，而在于KVC，因为只有符合KVC标准的对象才能使用kvo（强烈推荐要使用kvo的人先理解KVC）。

KVC是一种间接访问对象属性（用字符串表征）的机制，而不是直接调用对象的accessor方法或是直接访问成员对象。

key就是确定对象某个值的字符串，它通常和accessor方法或是变量同名，并且必须以小写字母开头。Keypath就是以“.”分隔的key，因为属性值也能包含属性。比如我们可以person这样的key，也可以有key.gender这样的keypath。

获取属性值时可以通过valueForKey:的方法，设置属性值用setValue:forKey:。与此同时，KVC还对未定义的属性值定义了valueForUndefinedKey:，你可以重载以获取你要的实现（补充下，KVC定义载NSKeyValueCoding的非正式协议里）。

在O-C2.0引入了property，我们也可以通过.运算符来访问属性。下面直接看个例子：

@propertyNSIntegernumber;

instance.number=3;
[instancesetValue:[NSNumbernumberWithInteger:3]forKey:@"number"];


注意KVC中的value都必须是对象。

以上介绍了通过KVC来获取／设置属性，接下来要说明下实现KVC的访问器方法（accessormethod）。Apple给出的惯例通常是：

－key：，以及setKey：（使用的nameconvention和setter／getter命名一致）。对于未定义的属性可以用setNilValueForKey:。

至此，KVC的基本概念你应该已经掌握了。之所以是基本，因为只涉及到了单值情况，kvc还可以运用到对多关系，这里就不说了，留给各位自我学习的空间

接下来，我们要以集合为例，来对掌握的KVC进行一下实践。

之所以选择array，因为在ios中，array往往做为tableview的数据源，有这样的一种情况：

假设我们已经有N条数据，在进行了某个操作后，有在原先的数据后多了2条记录；或者对N中的某些数据进行更新替换。不使用KVC我们可以使用reloadData方法或reloadRowsAtIndexPaths。前一种的弊端在于如果N很大消耗就很大。试想你只添加了几条数据却要重载之前N数据。后一种方法的不足在于代码会很冗余，你要一次计算各个indexPath再去reload，而且还要提前想好究竟在哪些情况下会引起数据更新，

倘若使用了KVC/kvo，这样的麻烦就迎刃而解了，你将不用关心追加或是更新多少条数据。

下面将以添加数据为例，说明需要实现的方法：

实现insertObject:inKeyAtIndex:或者insertKey:atIndexes。同时在kvo中我们可以通过change这个dictionary得知发生了哪种变化，从而进行相应的处理。
                                            

                                        

                        
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