设计模式之(九)观察者模式

前言

什么是观察者模式

观察者模式属于行为型模式。

观察者模式（有时又被称为模型（Model）-视图（View）模式、源-收听者(Listener)模式或从属者模式）是软件设计模式的一种。在此种模式中，一个目标物件管理所有相依于它的观察者物件，并且在它本身的状态改变时主动发出通知。这通常透过呼叫各观察者所提供的方法来实现。此种模式通常被用来实现事件处理系统。

模式结构

角色

抽象主题（Subject）：
它把所有观察者对象的引用保存到一个聚集里，每个主题都可以有任何数量的观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象。
具体主题（Concrete Subject）：
将有关状态存入具体观察者对象；在具体主题内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知。
抽象观察者（Observer）：
为所有的具体观察者定义一个接口，在得到主题通知时更新自己。
具体观察者（Concrete Observer）：
实现抽象观察者角色所要求的更新接口，以便使本身的状态与主题状态协调

使用场景：

当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一方面。将这二者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立地改变和复用。
当对一个对象的改变需要同时改变其他对象，而不知道具体有多少对象需要被改变。
当一个对象必须通知其他对象，而它又不能假定其他对象是谁。换言之，不希望这些对象是紧密耦合的

优缺点

观察者模式的主要的作用就是对对象解耦，将观察者和被观察者完全隔离。

观察者模式的优点

观察者模式解除了主题和具体观察者的耦合，让耦合的双方都依赖于抽象，而不是依赖具体。

观察者模式的缺点

在应用观察者模式时需要考虑一下开发小路问题，程序中包括一个被观察者和多个被观察者，开发和调试比较复杂，而且Java中的消息的通知默认是顺序执行的，一个观察者的卡顿会影响整体的执行效率。在这种情况下，一般考虑采用异步的方式。

iOS中的观察者模式

一般两种：KVO和通知。通知比较简单，这里只说一下KVO

KVO全称KeyValueObserving，俗称键值监听，是苹果提供的一套事件通知机制。允许对象监听另一个对象特定属性的改变，并在改变时接收到事件。由于KVO的实现机制，所以对属性才会发生作用，一般继承自NSObject的对象都默认支持KVO。
KVC和KVO都属于键值编程而且底层实现机制都是isa-swizzing。
KVO和NSNotificationCenter都是iOS中观察者模式的一种实现。KVO对被监听对象无侵入性，不需要修改其内部代码即可实现监听。
KVO可以监听单个属性的变化，也可以监听集合对象的变化。通过KVC的mutableArrayValueForKey:等方法获得代理对象，当代理对象的内部对象发生改变时，会回调KVO监听的方法。集合对象包含NSArray和NSSet。

实现原理

KVO是通过isa-swizzling技术实现的(这句话是整个KVO实现的重点)。
在运行时根据原类创建一个中间类，这个中间类是原类的子类，并动态修改当前对象的isa指向中间类。当修改 instance 对象的属性时，会调用 Foundation框架的 _NSSetXXXValueAndNotify 函数 ,该函数里面会先调用 willChangeValueForKey: 然后调用父类原来的 setter 方法修改值，最后是 didChangeValueForKey:。didChangeValueForKey 内部会触发监听器（Oberser）的监听方法observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:
并且将class方法重写，返回原类的Class。

KVO的使用

使用方法

通过addObserver:forKeyPath:options:context:方法注册观察者，观察者可以接收keyPath属性的变化事件。
在观察者中实现observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法，当keyPath属性发生改变后，KVO会回调这个方法来通知观察者。
当观察者不需要监听时，可以调用removeObserver:forKeyPath:方法将KVO移除。需要注意的是，调用removeObserver需要在观察者消失之前，否则会导致Crash。

例如，我们定义一个 YZPerson 类继承自 NSObject ，里面有name 和 age 两个属性

@interface YZPerson : NSObject
@property (nonatomic ,assign) int age;
@property (nonatomic,strong) NSString  *name;
@end

然后在ViewController中，写如下代码

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
   	//调用方法
    [self setNameKVO];
}

-(void)setNameKVO{
    self.person = [[YZPerson alloc] init];
    // 注册观察者
    NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
    
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:options context:@"1111"];
 
}

// 当监听对象的属性值发生改变时，就会调用
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context
{
    NSLog(@"监听到%@的%@属性值改变了 - %@ - %@", object, keyPath, change, context);
}

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
  self.person.name = @"ccc";

}

-(void)dealloc
{
    // 移除监听
    [self.person removeObserver:self forKeyPath:@"name"];
}

执行之后结果为

KVOdemo[11482:141804] 监听到<YZPerson: 0x6000004e8400>的name属性值改变了 - {
    kind = 1;
    new = ccc;
    old = "<null>";
} - 1111- 1111

注意点

需要注意的是，上面代码中我们已经移除了监听，如果再次移除的话，就会crash

例如


- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
   	//调用方法
    [self setNameKVO];
}
-(void)setNameKVO{
   self.person = [[YZPerson alloc] init];
    // 注册观察者
    NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
    
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"name" options:options context:@"1111"];
       // 移除监听
    [person removeObserver:self forKeyPath:@"name"];
    // 再次移除
     [person removeObserver:self forKeyPath:@"name"];

}

移除多次会报错

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KVOdemo[9261:2171323] *** Terminating app due to uncaught exception 'NSRangeException', 
reason: 'Cannot remove an observer <ViewController 0x139e07220> for the key path "name" 
from <YZPerson 0x281322f20> because it is not registered as an observer.'

如果忘记移除的话，有可能下次收到这个属性的变化的时候，会carsh

所以，我们要保证add和remove是成对出现的

资料

更多关于KVO的内容，包括KVO的本质，KVO内部的流程，手动调用KVO等，可以参考之前的一篇文章关于KVO看这篇就够了