iOS KVO的原理与crash场景

原理：

重写satter方法，通过调用willChangeValueForKey didChangeValueForKey方法通知观察者，被观察的对象发生了改变。

crash场景：

1.KVO 添加次数和移除次数不匹配：

移除了未注册的观察者，导致崩溃。

重复移除多次，移除次数多于添加次数，导致崩溃。

重复添加多次，虽然不会崩溃，但是发生改变时，也同时会被观察多次。

2.添加了观察者，但未实现 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: 方法，导致崩溃。

3.添加或者移除时 keypath == nil，导致崩溃。

crash防护：

通过runtime特性对addObserver:forKeyPath:options:context:、removeObserver:forKeyPath:方法做替换，避免下面几种情况：

添加观察者时：通过关系哈希表判断是否重复添加，只添加一次。

移除观察者时：通过关系哈希表是否已经进行过移除 *** 作，避免多次移除。

观察键值改变时：同样通过关系哈希表判断，将改变 *** 作分发到原有的观察者上。

详细介绍： https://juejin.im/post/6844903927469588488

经过反复研究，发现了错误的原因，并且找到解决错误的办法下面我将介绍一下我的思路：（慢慢来 跟着我的思路走）

当这个方法执行完之后，就会出现前面所展示的错误

为什么会出现这种错误呢？？？？其实出现这种错误也很简单的：

首先在buttonAction 这个方法内，secondVC 他是一个局部变量，现在是ARC 管理，当这个方法执行完成以后，会销毁 secondVC 这个对象，那么，很自然的就会调用 SecondViewController 里面的 dealloc 这个方法【也就是第三步的方法，请看第三步】

根据错误提示，appDelegate 的属性kvoState 会被remove，但是的这个时候， it is not registered as an observer ，所以，就会出现上述的崩溃现象说了这么多，大家能理解这个崩溃的原因了吗？（PS：不懂的话也请继续了解下面的内容）

总之就是：有时候我们会忘记添加多次KVO监听或者，不小心删除如果KVO监听，如果添加多次KVO监听这个时候我们就会接受到多次监听。如果删除多次kvo程序就会造成catch既然问题的出现，那么，肯定会伴随着事务的解决

下面我讲给大家讲解几个解决的方法（百度查资料的，亲自验证，安全可靠），

那么iOS开发-黑科技防止多次添加删除KVO出现的问题

上述方法基本可以解决这个崩溃的问题，那么有没有更好的方法 解决同类 的问题呢？

KVO 的全称是 Key-Value Observing，俗称“键值观察/监听”，是苹果提供的一套事件通知机制，允许一个对象观察/监听另一个对象指定属性值的改变。当被观察对象属性值发生改变时，会触发 KVO 的监听方法来通知观察者。KVO 是在 MVC 应用程序中的各层之间进行通信的一种特别有用的技术。

KVO 和 NSNotification 都是 iOS 中观察者模式的一种实现。

KVO 可以监听单个属性的变化，也可以监听集合对象的变化。监听集合对象变化时，需要通过 KVC 的 mutableArrayValueForKey: 等可变代理方法获得集合代理对象，并使用代理对象进行 *** 作，当代理对象的内部对象发生改变时，会触发 KVO 的监听方法。集合对象包含 NSArray 和 NSSet 。

先创建一个类，作为要监听的对象。

监听实现

KVO 主要用来做键值观察 *** 作，想要一个值发生改变后通知另一个对象，则用 KVO 实现最为合适。斯坦福大学的 iOS 教程中有一个很经典的案例，通过 KVO 在 Model 和 Controller 之间进行通信。如图所示：

KVO 触发分为自动触发和手动触发两种方式。

如果是监听对象特定属性值的改变，通过以下方式改变属性值会触发 KVO：

如果是监听集合对象的改变，需要通过 KVC 的 mutableArrayValueForKey: 等方法获得代理对象，并使用代理对象进行 *** 作，当代理对象的内部对象发生改变时，会触发 KVO。集合对象包含 NSArray 和 NSSet 。

普通对象属性或是成员变量使用：

NSArray 对象使用：

NSSet 对象使用：

observationInfo 属性是 NSKeyValueObserving.h 文件中系统通过分类给 NSObject 添加的属性，所以所有继承于 NSObject 的对象都含有该属性；

可以通过 observationInfo 属性查看被观察对象的全部观察信息，包括 observer 、 keyPath 、 options 、 context 等。

注册方法 addObserver:forKeyPath:options:context: 中的 context 可以传入任意数据，并且可以在监听方法中接收到这个数据。

context 作用：标签-区分，可以更精确的确定被观察对象属性，用于继承、 多监听；也可以用来传值。

KVO 只有一个监听回调方法 observeValueForKeyPath:ofObject:change:context: ，我们通常情况下可以在注册方法中指定 context 为 NULL ，并在监听方法中通过 object 和 keyPath 来判断触发 KVO 的来源。

但是如果存在继承的情况，比如现在有 Person 类和它的两个子类 Teacher 类和 Student 类，person、teacher 和 student 实例对象都对象的 name 属性进行观察。问题：

当 name 发生改变时，应该由谁来处理呢？

如果都由 person 来处理，那么在 Person 类的监听方法中又该怎么判断是自己的事务还是子类对象的事务呢？

这时候通过使用 context 就可以很好地解决这个问题，在注册方法中为 context 设置一个独一无二的值，然后在监听方法中对 context 值进行检验即可。

苹果的推荐用法：用 context 来精确的确定被观察对象属性，使用唯一命名的静态变量的地址作为 context 的值。可以为整个类设置一个 context ，然后在监听方法中通过 object 和 keyPath 来确定被观察属性，这样存在继承的情况就可以通过 context 来判断；也可以为每个被观察对象属性设置不同的 context ，这样使用 context 就可以精确的确定被观察对象属性。

context 优点：嵌套少、性能高、更安全、扩展性强。

context 注意点：

KVO 可以监听单个属性的变化，也可以监听集合对象的变化。监听集合对象变化时，需要通过 KVC 的 mutableArrayValueForKey: 等方法获得代理对象，并使用代理对象进行 *** 作，当代理对象的内部对象发生改变时，会触发 KVO 的监听方法。集合对象包含 NSArray 和 NSSet 。（注意：如果直接对集合对象进行 *** 作改变，不会触发 KVO。）

可以在被观察对象的类中重写 + (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key 方法来控制 KVO 的自动触发。

如果我们只允许外界观察 person 的 name 属性，可以在 Person 类如下 *** 作。这样外界就只能观察 name 属性，即使外界注册了对 person 对象其它属性的监听，那么在属性发生改变时也不会触发 KVO。

也可以实现遵循命名规则为 + (BOOL)automaticallyNotifiesObserversOf<Key> 的方法来单一控制属性的 KVO 自动触发，<Key>为属性名（首字母大写）。

使用场景：

使用 KVO 监听成员变量值的改变；

在某些需要控制监听过程的场景下。比如：为了尽量减少不必要的触发通知 *** 作，或者当多个更改同时具备的时候才调用属性改变的监听方法。

由于 KVO 的本质，重写 setter 方法来达到可以通知所有观察者对象的目的，所以只有通过 setter 方法或 KVC 方法去修改属性变量值的时候，才会触发 KVO，直接修改成员变量不会触发 KVO。

当我们要使用 KVO 监听成员变量值改变的时候，可以通过在为成员变量赋值的前后手动调用 willChangeValueForKey: 和 didChangeValueForKey: 两个方法来手动触发 KVO，如：

NSKeyValueObservingOptionPrior （分别在值改变前后触发方法，即一次修改有两次触发）的两次触发分别在 willChangeValueForKey: 和 didChangeValueForKey: 的时候进行的。

如果注册方法中 options 传入 NSKeyValueObservingOptionPrior ，那么可以通过只调用 willChangeValueForKey: 来触发改变前的那次 KVO，可以用于在属性值即将更改前做一些 *** 作。

有时候我们可能会有这样的需求，KVO 监听的属性值修改前后相等的时候，不触发 KVO 的监听方法，可以结合 KVO 的自动触发控制和手动触发来实现。

例如：对 person 对象的 name 属性注册了 KVO 监听，我们希望在对 name 属性赋值时做一个判断，如果新值和旧值相等，则不触发 KVO，可以在 Person 类中如下这样实现，将 name 属性值改变的 KVO 触发方式由自动触发改为手动触发。

有些情况下我们想手动观察集合属性，下面以观察数组为例。

关键方法：

需要注意的是，根据 KVC 的 NSMutableArray 搜索模式：

有些情况下，一个属性的改变依赖于别的一个或多个属性的改变，也就是说当别的属性改了，这个属性也会跟着改变。

比如我们想要对 Download 类中的 downloadProgress 属性进行 KVO 监听，该属性的改变依赖于 writtenData 和 totalData 属性的改变。观察者监听了 downloadProgress ，当 writtenData 和 totalData 属性值改变时，观察者也应该被通知。以下有两种方法可以解决这个问题。

以上两个方法可以同时存在，且都会调用，但是最终结果会以 keyPathsForValuesAffectingValueForKey: 为准。

以上方法在观察集合属性时就不管用了。例如，假如你有一个 Department 类，它有一个装有 Employee 类的实例对象的数组，Employee 类有 salary 属性。你希望 Department 类有一个 totalSalary 属性来计算所有员工的薪水，也就是在这个关系中 Department 的 totalSalary 依赖于所有 Employee 实例对象的 salary 属性。以下有两种方法可以解决这个问题。

有时候我们难以避免多次注册和移除相同的 KVO，或者移除了一个未注册的观察者，从而产生可能会导致 Crash 的风险。

三种解决方案： 黑科技防止多次添加删除KVO出现的问题

我们在对象添加监听之前分别打印对象类型

我们看到，添加监听后，使用 object_getClass 方法获取model类型时获取到的是 NSKVONotifying_DJModel 。

这里就产生了几个问题：

从打印结果可以看出， NSKVONotifying_DJModel 是 DJModel 的子类，说明我们添加了监听之后动态创建了一个 DJModel 的子类 NSKVONotifying_DJModel ，并将对象 DJModel 的类型更改为了 NSKVONotifying_DJModel 。

我们从源码看出，实例对象调用 class 方法会返回 isa 指针，类对象调用 class 方法会返回自己，通过 object_getClass 方法获取对象的类型也会返回 isa 指针。从源码上看model对象添加监听之后使用 class 和使用 object_getClass 方法获取到的类型应该是一样的，但是这里却不同，我们猜测在添加了监听之后在 NSKVONotifying_DJModel 中重写了 class 方法。

我们打印一下添加监听前后 class 方法的 IMP 地址来确认是否重写了 class 方法。

从打印结果可以看出，添加监听之后 class 方法的地址改变了，这验证了我们之前的猜想， NSKVONotifying_DJModel 类中重写了 class 方法。

我们监听对象时调用了 set 方法，我们对监听前后的 set 方法单独分析。

我们再添加监听前后分别打印 setName 方法的 IMP 地址。

通过打印结果可以看出 setName 方法也在 NSKVONotifying_DJModel 中被重写了，我们再使用lldb来看下 setName 具体是什么

第一个地址打印的是添加监听前 setName 方法的 IMP 地址，第二个打印的是添加监听后 setName 方法的 IMP 地址。

这里看出添加监听前 setName 对应的具体方法就是 setName ，但是添加监听后， setName 对应的鸡头方法却变成了 _NSSetObjectValueAndNotify 函数。

下面我们就来研究一下 _NSSetObjectValueAndNotify 函数。

从上面与KVO相关的方法中我们可以看出，每一种数据类型都对应了一个 setXXXValueAndNotify 函数。

不过这些函数的具体实现没有公布，所以内部构造这里还是不清楚。

但是我们知道，在调用 `setXXXValueAndNotify 函数的过程中会调用另外两个方法。

测试后得出了以下几个结论：

我们还可以利用这两个方法手动触发 observeValueForKeyPath 方法：

所以我们判断在 _NSSetObjectValueAndNotify 函数内部，在调用原来的 set 方法之前插入了 willChangeValueForKey 方法，在调用原来的 set 方法之后插入了 didChangeValueForKey 方法，并根据初始化时的枚举值决定调用 observeValueForKeyPath 的时机。

（1）添加监听时，会动态创建一个监听对象类型的子类，并将监听对象的 isa 指针指向新的子类。

（2）子类中重写了 class 和监听属性的 set 方法。

（3）重写 class 方法是为了不将动态创建的类型暴露出来。

（4）重写 set 方法是将 set 方法的具体实现替换成了与属性类型相关的 __NSSetXXXValueAndNotify 函数。

（5）在 __NSSetXXXValueAndNotify 函数内部在 set 方法前后分别插入了 willChangeValueForKey 和 didChangeValueForKey 这两个方法。

（6）根据添加监听时的枚举值决定调用 observeValueForKeyPath 的具体时机。

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