iOS底层探索之KVO(三)

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在前两篇博客中，已经介绍了KVO的相关操作，还有KVO的底层逻辑是通过动态生成子类，重写父类的方法实现的，那么我们如何自定义一个KVO呢？

iOS底层探索之KVO(一)—KVO简介
iOS底层探索之KVO(二)—KVO原理分析

1. 前期分析

系统的KVO是在NSObject的上面拓展了一些能力,如下图所示：

系统的KVO使用的三部曲是：

添加监听addObserver
监听回调observeValueForKeyPath
移除监听removeObserver

我们也仿照系统的API自定义一个KVO，如下：

@interface NSObject (JP_KVO)- (void)jp_addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context;
- (void)jp_removeObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath context:(nullable void *)context;
- (void)jp_removeObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath;@end

我们自定义KVO是对属性进行观察，那么成员变量是没有setter方法的，所以第一步就得过滤掉成员变量。如何动态生成子类，改变isa的指向，保存观察者，步骤大致如下：

验证是否存在setter方法 : 不让成员变量(实例变量)进来
动态生成子类
改变子类的isa的指向
保存我们的观察者

- (void)jp_addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context{// 1: 验证是否存在setter方法 : 不让实例进来[self judgeSetterMethodFromKeyPath:keyPath];// 2: 动态生成子类Class newClass = [self createChildClassWithKeyPath:keyPath];// 3: isa的指向object_setClass(self, newClass);// 4: 保存观察者objc_setAssociatedObject(self, (__bridge const void * _Nonnull)(KJPKVOAssiociateKey), observer, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

2. 验证是否存在setter方法

judgeSetterMethodFromKeyPath:keyPath

- (void)judgeSetterMethodFromKeyPath:(NSString *)keyPath{Class superClass    = object_getClass(self);SEL setterSeletor   = NSSelectorFromString(setterForGetter(keyPath));Method setterMethod = class_getInstanceMethod(superClass, setterSeletor);if (!setterMethod) {@throw [NSException exceptionWithName:NSInvalidArgumentException reason:[NSString stringWithFormat:@"不好意思没有当前%@的setter",keyPath] userInfo:nil];}
}

判断是否有setter方法，没有就抛出异常信息

3. 动态生成子类

- (Class)createChildClassWithKeyPath:(NSString *)keyPath{NSString *oldClassName = NSStringFromClass([self class]);NSString *newClassName = [NSString stringWithFormat:@"%@%@",kjpKVOPrefix,oldClassName];Class newClass = NSClassFromString(newClassName);// 防止重复创建生成新类if (newClass) return newClass;/*** 如果内存不存在,创建生成* 参数一: 父类* 参数二: 新类的名字* 参数三: 新类的开辟的额外空间*/// 2.1 : 申请类newClass = objc_allocateClassPair([self class], newClassName.UTF8String, 0);// 2.2 : 注册类objc_registerClassPair(newClass);// 2.3.1 : 添加class : class的指向是JPPersonSEL classSEL = NSSelectorFromString(@"class");Method classMethod = class_getInstanceMethod([self class], classSEL);const char *classTypes = method_getTypeEncoding(classMethod);class_addMethod(newClass, classSEL, (IMP)jp_class, classTypes);// 2.3.2 : 添加setterSEL setterSEL = NSSelectorFromString(setterForGetter(keyPath));Method setterMethod = class_getInstanceMethod([self class], setterSEL);const char *setterTypes = method_getTypeEncoding(setterMethod);class_addMethod(newClass, setterSEL, (IMP)jp_setter, setterTypes);return newClass;
}

JP_class 返回父类信息

Class JP_class(id self,SEL _cmd){return class_getSuperclass(object_getClass(self));
}

判断是否已经创建了子类，没有就创建
申请类
注册类
newClass不存在则调用objc_allocateClassPair创建kvo子类，并且重写- class方法
添加setter
返回newClass

4. 创建setter

创建setter方法主要是分两部分：调用父类方法以及发送通知

static void jp_setter(id self,SEL _cmd,id newValue){// 4: 消息转发 : 转发给父类// 改变父类的值 --- 可以强制类型转换void (*jp_msgSendSuper)(void *,SEL , id) = (void *)objc_msgSendSuper;// void /* struct objc_super *super, SEL op, ... */struct objc_super superStruct = {.receiver = self,.super_class = class_getSuperclass(object_getClass(self)),};//objc_msgSendSuper(&superStruct,_cmd,newValue)jp_msgSendSuper(&superStruct,_cmd,newValue);// 既然观察到了,下一步不就是回调 -- 让我们的观察者调用// - (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context// 1: 拿到观察者id observer = objc_getAssociatedObject(self, (__bridge const void * _Nonnull)(kJPKVOAssiociateKey));// 2: 消息发送给观察者SEL observerSEL = @selector(observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:);NSString *keyPath = getterForSetter(NSStringFromSelector(_cmd));objc_msgSend(observer,observerSEL,keyPath,self,@{keyPath:newValue},NULL);
}

调用父类方法可以通过objc_msgSendSuper实现，调用父类的setter(也可以通过performSelector调用
通知观察者keypath可以通过_cmd转换获取，object是self，change也可以获取到，context可以先不传。那么核心就是observer的获取。
通过关联对象的方式，把observer进行存储
拿到观察者了，就把消息发送给观察者，进行信息的回调处理
getterForSetter

#pragma mark - 从set方法获取getter方法的名称 set<Key>:===> key
static NSString *getterForSetter(NSString *setter){if (setter.length <= 0 || ![setter hasPrefix:@"set"] || ![setter hasSuffix:@":"]) { return nil;}NSRange range = NSMakeRange(3, setter.length-4);NSString *getter = [setter substringWithRange:range];NSString *firstString = [[getter substringToIndex:1] lowercaseString];return  [getter stringByReplacingCharactersInRange:NSMakeRange(0, 1) withString:firstString];
}

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