轉載本文需注明出處：微信公衆号EAWorld，違者必究。
引言：
無論用哪種語言進行軟體開發，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，采用适合的設計模式，使代碼結構合理，進而提高代碼的可讀性、可擴充性、可移植性，此文将要讨論的是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的實作原理
4、KVO與KVC、代理、通知的差別
5、KVO實作過程中的注意事項
無論用哪種語言進行軟體開發，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，采用适合的設計模式，使代碼結構合理，進而提高代碼的可讀性、可擴充性、可移植性，此文将要讨論的是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混寫技術實作自動觀察鍵值的。isa指針是指向對象的類，本質上是指向類中的方法實作。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方法來判斷類的執行個體。
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、監聽帶有狀态的基礎控件，如開關、按鈕等；
2、監聽字元串的改變，當監聽的字元串改變時，來做一些自定義的操作；
3、當資料模型的資料發生改變時，視圖元件能動态的更新，及時顯示資料模型更新後的資料，比如tableview中資料發生變化進行重新整理清單操作，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：
建立兩個類ModelA和ModelB，兩個類中都添加屬性“des”，在控制器中，将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 把更改之後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後
@param context 上下文
上述示例代碼的運作結果如下所示：
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。
實作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方法中在指派的前後分别調用
willChangeValueForKey和didChangeValueForKey 2.1實作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，在控制其中實作添加按鈕點選按鈕的時候改變age的值，并觸發監聽方法，代碼如下：
animal類：
要實作類方法 automaticallyNotifiesObserversForKey，并在其中設定對特定的 key 不自動發送通知(傳回 NO 即可)。這裡要注意，對其它非手動實作的 key，要轉交給 super 來處理[1,2,3]。
控制器：
當不點選按鈕的時候，列印結果隻列印了name屬性的值：
當點選按鈕之後，會手動觸發監聽，列印結果如下：
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傳回NO。
将animal.m中的類方法修改之後：
運作之後不點選按鈕的話，age和name屬性都不會自動調用監聽方法：
點選了按鈕之後，隻有實作了手動監聽的age屬性調用了監聽方法：
3.KVO的實作原理
當某一個類的執行個體第一次使用KVO的時候，系統就會在運作期間動态的建立該類的一個派生類，該類的命名規則一般是以NSKVONotifying為字首，以原本的類名為字尾。并且将原型的對象的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方法中實作真正的通知機制，正如前面我們手動實作KVO一樣。這麼做是基于設定屬性會調用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 的屬性設定方式來變更屬性值，如果僅是直接修改屬性對應的成員變量，是無法實作 KVO 的[4,5]。
4.KVO與KVC、代理、通知的差別
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通路對象的屬性,而不是通過調用Setter、Getter方法等 顯式的存取方式去通路。KVO 就是基于 KVC 實作的關鍵技術之一。
KVO，即Key-Value Observing，它提供一種機制，當指定的對象的屬性被修改後，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，是以不用傳回值；而delegate 則需要通信的對象通過變量(代理)聯系；delegate隻是一對一，而這兩個可以一對多。delegate是非常嚴格的文法，需要定義很多代碼。
3.和notification的差別？
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互動，notification明顯得多，需要notificationCenter來做為中間互動。而KVO如我們介紹的，設定觀察者->處理屬性變化，至于中間通知這一環，則隐秘多了，隻留一句“交由系統通知”，具體的可參照以上實作過程的剖析。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态變化進行監聽，監聽範圍廣，例如鍵盤、前背景等系統通知的使用也更顯靈活友善[6,7]。
5.KVO實作過程中的注意事項
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次數不比對導緻程式崩潰
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時會導緻程式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開源給别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辨別出到底kvo是superClass注冊的，還是self注冊的？我們可以分别在父類以及本類中定義各自的context字元串，比如在本類中定義context為@"ThisIsMyKVOContextNotSuper";然後在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，也會導緻程式崩潰，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)
這種情況常出現在複雜邏輯下，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。
是以，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，除非能确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]。
參考資料：
[1]https://www.jianshu.com/p/d447660bed7e
[2]https://www.jianshu.com/p/91c41292b5b9
[3]https://www.jianshu.com/p/5a1c58aacb23
[4]https://www.cnblogs.com/yang-shuai/p/8556326.html
[5]https://www.cnblogs.com/PSSSCode/p/5506577.html
[6]http://www.mamicode.com/info-detail-515516.html
[7]https://www.songma.com/news/txtlist_i38955v.html
[8]https://www.cnblogs.com/wengzilin/p/4346775.html
[9]https://segmentfault.com/a/1190000016896055
[10]https://www.jianshu.com/p/b9f020a8b4c9
關于作者：小幸運，iOS軟體開發工程師，參與普元Dev用戶端OC代碼的維護及新功能開發；使用普元移動開發平台開發郵政移動平台項目郵我行app。熱愛網際網路技術，努力拓寬技術面的程式媛一枚。
關于EAWorld：微服務，DevOps，資料治理，移動架構原創技術分享。