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iOS自动移除KVO观察者的实现方法

时间：2020-12-11 21:36:35 | 栏目：iOS代码 | 点击：次

问题

KVO即：Key-Value Observing， 直译为：基于键值的观察者。 它提供一种机制，当指定的对象的属性被修改后，则对象就会接受到通知。 简单的说就是每次指定的被观察的对象的属性被修改后，KVO就会自动通知相应的观察者了。

KVO的优点:当有属性改变，KVO会提供自动的消息通知。 这样开发人员不需要自己去实现这样的方案：每次属性改变了就发送消息通知。 这是KVO机制提供的最大的优点。 因为这个方案已经被明确定义，获得框架级支持，可以方便地采用。 开发人员不需要添加任何代码，不需要设计自己的观察者模型，直接可以在工程里使用。 其次，KVO的架构非常的强大，可以很容易的支持多个观察者观察同一个属性，以及相关的值。

但我们都知道, 使用KVO模式, 对某个属性进行监听时, Observer 需要在必要的时刻进行移除, 否则 App 必然会 Crash. 这个问题有点烦人, 因为偶尔会忘记写移除 Observer 的代码...

我一直想要这样一个效果:

只管监听, 并处理监听方法. 不去分心, 管何时移除 Observer , 让其能够适时自动处理.

所幸, 它能够实现, 先预览一下:

@interface NSObject (SJObserverHelper)

- (void)sj_addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath;

@end

@interface SJObserverHelper : NSObject
@property (nonatomic, unsafe_unretained) id target;
@property (nonatomic, unsafe_unretained) id observer;
@property (nonatomic, strong) NSString *keyPath;
@property (nonatomic, weak) SJObserverHelper *factor;
@end

@implementation SJObserverHelper
- (void)dealloc {
 if ( _factor ) {
 [_target removeObserver:_observer forKeyPath:_keyPath];
 }
}
@end

@implementation NSObject (ObserverHelper)

- (void)sj_addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath {
 
 [self addObserver:observer forKeyPath:keyPath options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
 
 SJObserverHelper *helper = [SJObserverHelper new];
 SJObserverHelper *sub = [SJObserverHelper new];
 
 sub.target = helper.target = self;
 sub.observer = helper.observer = observer;
 sub.keyPath = helper.keyPath = keyPath;
 helper.factor = sub;
 sub.factor = helper;
 
 const char *helpeKey = [NSString stringWithFormat:@"%zd", [observer hash]].UTF8String;
 objc_setAssociatedObject(self, helpeKey, helper, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
 objc_setAssociatedObject(observer, helpeKey, sub, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

@end

项目源码

下面来说说一步一步的实现吧:

初步思路实现:

我们都知道, 对象被释放之前, 会调用dealloc方法, 其持有的实例变量也会被释放.

我就这样想, 在监听注册时, 为self和Observer关联个临时对象, 当两者在释放实例变量时, 我借助这个时机, 在临时对象的dealloc方法中, 移除Observer就行了.

想法很好, 可总不能每个类里都加一个临时对象的属性吧. 那如何在不改变原有类的情况下, 为其关联一个临时对象呢?

关联属性

不改变原有类, 这时候肯定是要用Category了, 系统框架里面有很多的分类, 并且有很多的关联属性, 如下图 UIView 头文件第180行:


依照上图, 我们先看一个示例, 为NSObject的添加一个Category, 并添加了一个property, 在.m中实现了它的setter和getter方法.

#import <objc/message.h>
@interface NSObject (Associate)
@property (nonatomic, strong) id tmpObj;
@end
@implementation NSObject (Associate)
static const char *testKey = "TestKey";
- (void)setTmpObj:(id)tmpObj {
 // objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
 objc_setAssociatedObject(self, testKey, tmpObj, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
- (id)tmpObj {
 // objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)
 return objc_getAssociatedObject(self, testKey);
}
@end

很明确, objc_setAssociatedObject 便是关联属性的setter方法, 而objc_getAssociatedObject便是关联属性的getter方法. 最需要关注的就是setter方法, 因为我们要用来添加关联属性对象.

初步思路探索

初步尝试:

既然属性可以随时使用objc_setAssociatedObject关联了, 那我就尝试先为self关联一个临时对象, 在其dealloc中, 将Observer移除.

@interface SJObserverHelper : NSObject
@property (nonatomic, weak) id target;
@property (nonatomic, weak) id observer;
@property (nonatomic, strong) NSString *keyPath;
@end
@implementation SJObserverHelper
- (void)dealloc {
 [_target removeObserver:_observer forKeyPath:_keyPath];
}
@end
- (void)addObserver {
 NSString *keyPath = @"name";
 [_xiaoM addObserver:_observer forKeyPath:keyPath options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil]; 
 SJObserverHelper *helper_obj = [SJObserverHelper new];
 helper_obj.target = _xiaoM;
 helper_obj.observer = _observer;
 helper_obj.keyPath = keyPath;
 const char *helpeKey = [NSString stringWithFormat:@"%zd", [_observer hash]].UTF8String;
 // 关联
 objc_setAssociatedObject(_xiaoM, helpeKey, helper_obj, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

于是, 美滋滋的运行了一下程序, 当将_xiaoM 置为 nil 时, 砰 App Crash......

reason: 'An instance 0x12cd1c370 of class Person was deallocated while key value observers were still registered with it.

分析: 临时对象的dealloc, 确确实实的跑了. 为什么会还有registered? 于是我尝试在临时对象的dealloc中, 打印实例变量target, 发现其为nil. 好吧, 这就是Crash问题原因!

尝试 unsafe_unretained

通过上面操作, 我们知道self在被释放之前, 会先释放其持有的关联属性, self并未完全释放, 可在临时对象中target却成了nil. 同时self还是有效的, 那如何保持不为nil呢?

我们看看OC中的两个修饰符weak与unsafe_unretained:

由上, unsafe_unretained很好的解决了我们的问题. 于是我做了如下修改:

@interface SJObserverHelper : NSObject
@property (nonatomic, unsafe_unretained) id target;
@property (nonatomic, unsafe_unretained) id observer;
@property (nonatomic, strong) NSString *keyPath;
@end

再次运行程序, 还行, 观察者移除了.

最终实现

还存在的问题

目前, 我们只是实现了, 如何在self释放的时候, 移除自己身上的Observer.

但如果Observer提前释放了呢?

而添加关联属性, 两者还不能同时持有临时对象, 否则临时对象也不会及时的释放.

好吧, 既然一个不行, 那就各自关联一个:

- (void)addObserver {
 .....  
 SJObserverHelper *helper_obj = [SJObserverHelper new];
 SJObserverHelper *sub_obj = [SJObserverHelper new];
 sub_obj.target = helper_obj.target = _xiaoM;
 sub_obj.observer = helper_obj.observer = _observer;
 sub_obj.keyPath = helper_obj.keyPath = keyPath;
 const char *helpeKey = [NSString stringWithFormat:@"%zd", [_observer hash]].UTF8String;
 // 关联
 objc_setAssociatedObject(_xiaoM, helpeKey, helper_obj, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
 // 关联
 objc_setAssociatedObject(_observer, helpeKey, sub_obj, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

如上, 仔细想想, 存在一个很明显的问题, 两个关联属性释放的同时, 进行了两次观察移除的操作. 为避免这个问题, 我又做了如下修改:

@interface SJObserverHelper : NSObject
@property (nonatomic, unsafe_unretained) id target;
@property (nonatomic, unsafe_unretained) id observer;
@property (nonatomic, strong) NSString *keyPath;
@property (nonatomic, weak) SJObserverHelper *factor; // 1. 新增一个 weak 变量
@end

@implementation SJObserverHelper
- (void)dealloc {
 if ( _factor ) {
  [_target removeObserver:_observer forKeyPath:_keyPath];
 }
}
@end

- (void)addObserver {
 ..... 
 SJObserverHelper *helper_obj = [SJObserverHelper new];
 SJObserverHelper *sub_obj = [SJObserverHelper new];
 sub_obj.target = helper_obj.target = _xiaoM;
 sub_obj.observer = helper_obj.observer = _observer;
 sub_obj.keyPath = helper_obj.keyPath = keyPath;
 // 2. 互相 weak 引用
 helper_obj.factor = sub_obj; 
 sub_obj.factor = helper_obj;
 const char *helpeKey = [NSString stringWithFormat:@"%zd", [_observer hash]].UTF8String;
 // 关联
 objc_setAssociatedObject(_xiaoM, helpeKey, helper_obj, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
 // 关联
 objc_setAssociatedObject(_observer, helpeKey, sub_obj, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

在之前的操作中, 我们知道, weak 修饰的变量, 在目标释放时,持有者的实例变量都会自动置为nil, 因此如上dealloc方法中, 我们只需要判断weak引用的实例变量factor是否为空即可.

抽取

以上操作, 我们就可以解决偶尔忘记写移除Observer的代码了. 现在只需要把实现抽取出来, 做成一个通用的工具方法:

我新建了一个NSObject的Category, 并添加了一个方法, 如下:

然后将上述的实现进行了整合放到了.m中:

到此, 以后只需要调用- (void)sj_addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath;这个方法即可, 移除就交给临时变量自己搞定.

总结

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