iOS 如何自動移除KVO觀察者

changsanjiang發表於2017-12-09

宣告

有人說這是所謂的黑魔法, 本人在此宣告: 本專案無任何黑魔法, 對原始碼無任何侵害, 只是對註冊方法的封裝.

問題

我們都知道, 使用KVO模式, 對某個屬性進行監聽時, Observer 需要在必要的時刻進行移除, 否則 App 必然會 Crash. 這個問題有點煩人, 因為偶爾會忘記寫移除 Observer 的程式碼...

我一直想要這樣一個效果: 只管監聽, 並處理監聽方法. 不去分心, 管何時移除 Observer , 讓其能夠適時自動處理.

所幸, 它能夠實現, 先預覽一下:

@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

複製程式碼

專案原始碼

下面來說說一步一步的實現吧:

初步思路實現

我們都知道, 物件被釋放之前, 會呼叫dealloc方法, 其持有的例項變數也會被釋放.

我就這樣想, 在監聽註冊時, 為selfObserver關聯個臨時物件, 當兩者在釋放例項變數時, 我藉助這個時機, 在臨時物件的dealloc方法中, 移除Observer就行了.

想法很好, 可總不能每個類裡都加一個臨時物件的屬性吧. 那如何在不改變原有類的情況下, 為其關聯一個臨時物件呢?

關聯屬性

不改變原有類, 這時候肯定是要用Category了, 系統框架裡面有很多的分類, 並且有很多的關聯屬性, 如下圖 UIView 標頭檔案第180行:

ex.png


依照上圖, 我們先看一個示例, 為NSObject的新增一個Category, 並新增了一個property, 在.m中實現了它的settergetter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
複製程式碼

很明確, objc_setAssociatedObject 便是關聯屬性的setter方法, 而objc_getAssociatedObject便是關聯屬性的getter方法. 最需要關注的就是setter方法, 因為我們要用來新增關聯屬性物件.

初步思路探索

初步嘗試: 既然屬性可以隨時使用objc_setAssociatedObject關聯了, 那我就嘗試先為self關聯一個臨時物件, 在其dealloc中, 將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;
    // 關聯
    objc_setAssociatedObject(_xiaoM, helpeKey, helper_obj, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
複製程式碼

於是, 美滋滋的執行了一下程式, 當將_xiaoM 置為 nil 時, App Crash......

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

分析: 臨時物件的dealloc, 確確實實的跑了. 為什麼會還有registered? 於是我嘗試在臨時物件dealloc中, 列印例項變數target, 發現其為nil. 好吧, 這就是Crash問題原因!


嘗試 unsafe_unretained

通過上面操作, 我們知道self在被釋放之前, 會先釋放其持有的關聯屬性, 在析構期間, 可以確定self還是存在的, 並未完全釋放, 可在臨時物件中target卻成了nil. 那如何保持不為nil呢?

我們看看OC中的兩個修飾符weakunsafe_unretained:

  • weak: 持有者的例項變數不會對目標進行retain, 當目標銷燬時, 持有者的例項變數會被置空
  • unsafe_unretained: 持有者的例項變數不會對目標進行retain, 當目標釋放後, 持有者的例項變數還會依然指向之前的記憶體空間(野指標)

由上, unsafe_unretained很好的解決了我們的問題. 於是我做了如下修改:

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

再次執行程式, 還行, 觀察者移除了.


最終實現

還存在的問題

目前, 我們只是實現了, 如何在self釋放的時候, 移除自己身上的Observer. 但如果Observer提前釋放了呢? 而新增關聯屬性, 兩者還不能同時持有臨時物件, 否則臨時物件也不會及時的釋放.


好吧, 既然一個不行, 那就各自關聯一個:

- (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;
    // 關聯
    objc_setAssociatedObject(_xiaoM, helpeKey, helper_obj, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    // 關聯
    objc_setAssociatedObject(_observer, helpeKey, sub_obj, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
複製程式碼

如上, 仔細想想, 存在一個很明顯的問題, 兩個關聯屬性釋放的同時, 進行了兩次觀察移除的操作. 為避免這個問題, 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. 新增一個 weak 變數
@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;
    // 關聯
    objc_setAssociatedObject(_xiaoM, helpeKey, helper_obj, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    // 關聯
    objc_setAssociatedObject(_observer, helpeKey, sub_obj, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
複製程式碼

在之前的操作中, 我們知道, weak 修飾的變數, 在目標釋放時,持有者的例項變數都會自動置為nil, 因此如上dealloc方法中, 我們只需要判斷weak引用的例項變數factor是否為空即可.

抽取

以上操作, 我們就可以解決偶爾忘記寫移除Observer的程式碼了. 現在只需要把實現抽取出來, 做成一個通用的工具方法:

我新建了一個NSObjectCategory, 並新增了一個方法, 如下:

ex1.png

然後將上述的實現進行了整合放到了.m中:

ex2.png

到此, 以後只需要呼叫- (void)sj_addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath;這個方法即可, 移除就交給臨時變數自己搞定.

結語: 能夠看到這裡, 老鐵是真愛了, 可以幫小弟去點個Star. Over...

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