在 iOS 中，KVO（Key-Value Observing）是一個強大的觀察機制，它的底層實現相對復雜。KVO 利用 Objective-C 的動態特性，為對象的屬性提供觀察能力。

KVO 的底層實現

1. 動態子類化

當一個對象的屬性被添加觀察者時，KVO 會在運行時動態地創建該對象的子類，并重寫該屬性的 setter 方法。

1. 動態創建子類：KVO 會創建一個新的類，這個新類是被觀察對象的子類，通常這個類的名字是 _NSKVOClassName_ClassName 形式。
2. 重寫 setter 方法：在這個動態創建的子類中，KVO 會重寫被觀察屬性的 setter 方法。

2. 重寫 setter 方法

重寫后的 setter 方法在屬性值發生變化時，會進行以下操作：

1. 觸發 willChangeValue(forKey:)：通知即將發生變化。
2. 調用原始 setter 方法：通過消息轉發機制調用原始的 setter 方法，以實際更新屬性值。
3. 觸發 didChangeValue(forKey:)：通知變化已經發生，觸發觀察者回調。

3. 動態方法解析

在 KVO 動態創建的子類中，使用 method_setImplementation 方法來重寫屬性的 setter 方法。

void setAge(id self, SEL _cmd, int newAge) {[self willChangeValueForKey:@"age"];struct objc_super superStruct = {.receiver = self,.super_class = class_getSuperclass(object_getClass(self))};((void (*)(struct objc_super *, SEL, int))objc_msgSendSuper)(&superStruct, _cmd, newAge);[self didChangeValueForKey:@"age"];
}

KVO 的實現細節

以下是一個簡單的示例，展示了 KVO 的一些底層實現細節：

@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, assign) int age;
@end@implementation Person
@endPerson *person = [[Person alloc] init];
NSLog(@"Original class: %@", object_getClass(person)); // 輸出原始類[person addObserver:self forKeyPath:@"age" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
NSLog(@"Class after adding observer: %@", object_getClass(person)); // 輸出動態子類[person setAge:30];
[person removeObserver:self forKeyPath:@"age"];

KVO 的工作流程

1. 添加觀察者：

   • 調用 addObserver:forKeyPath:options:context: 方法時，KVO 會動態創建子類并重寫 setter 方法。
   • 原始對象的類指針（isa 指針）被修改為新創建的子類。

2. 觸發觀察：

   • 當屬性值發生變化時，調用重寫后的 setter 方法。
   • 先觸發 willChangeValueForKey:，然后調用原始 setter 方法更新屬性值，最后觸發 didChangeValueForKey:。
   • 觸發 didChangeValueForKey: 時，會通知所有觀察者屬性值已經改變。

3. 移除觀察者：

   • 調用 removeObserver:forKeyPath: 方法時，KVO 會將類指針恢復為原始類，并移除重寫的 setter 方法。

注意事項

• 自動 KVO：KVO 默認僅支持通過 setter 方法修改屬性值的情況。直接修改實例變量不會觸發 KVO。
• 手動觸發 KVO：如果需要手動觸發 KVO，可以調用 willChangeValue(forKey:) 和 didChangeValue(forKey:) 方法。

[self willChangeValueForKey:@"age"];
_age = newValue;
[self didChangeValueForKey:@"age"];

總結

KVO 是 iOS 中基于動態特性實現的觀察機制，通過動態子類化和方法重寫實現。當屬性值變化時，KVO 會通知所有注冊的觀察者。這一機制使得對象間的通信更加靈活和高效，但也需要注意在使用過程中正確添加和移除觀察者，以避免內存泄漏或崩潰。