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KVO (key-value-observing)

Observing이라는 단어, 어디서 많이 들어보셨나요? RxSwift를 공부하신 분이라면 Observable이라는 단어가 익숙할 겁니다. Observable은 "관찰 가능한"이라는 의미를, Observing은 "관찰하다"라는 뜻을 가지고 있습니다.

그렇다면 KVO(Key-Value Observing)는 무엇을 관찰하는 걸까요? 간단히 말하자면, KVO는 다른 객체의 속성을 관찰하는 역할을 합니다. 아직 잘 와닿지 않으신가요?

아래 더 자세한 설명을 해드리겠습니다.

  • 특정 키 값의 변화를 감지기 위한 기능
  • 객체의 프로퍼티 변경 사항을 다른 객체에 알리기 위해 사용하는 코코아 프로그래밍 패턴
  • Model과 View 같이 논리적으로 분리된 파트간의 변경 사항을 전달하는데 유용하다
  • KVO는 모델 레이어와 뷰 레이어 같이 논리적으로 분리되어 있는 오브젝트 간 메세지를 전달 합니다.
  • 타입 정의 외부에서 obsever를 추가할 때 사용한다.

시각화​

KVO를 시각화 해볼게요.

값 변경 -> 감시하고 있는 오브젝트 헨들러가 호출됨 -> handler 작동

위 동작이 생각보다 어렵지 않죠??

이제 본격적 설명ㅇㅡ…

아! 맞다 KVO 를 알기 위해서 사전에 알고 가야하는 지식이 있습니다.

알고 가야할 것​

KVO를 사용하기 위해서는 NSOject를 상속해야합니다. 그러므로 상속을 받아야하기 때문에, Class에서만 사용이 가능하고요. observe 하려는 프로퍼티에 @objc attribute와 dynamic modifier를 붙여주어야합니다.

이때 Dynamic modifier이 선언된 부분에 한해 Objc 런타임 방식을 사용하겠다는 것이고, 런타임 시점에 호출해야 할 특정 메소드의 구현을 결정하는 것이다.

감시자를 정의하는 방법​

감시자 역할을 하는 인스턴스는 한 개 이상의 속성을 감시할 수 있습니다. 감시자의 인스터스는 observe(_:options:changeHandler:) 메소드에 감시를 원하는 속성의 key-path를 전달하는 것입니다. 호출하는 시점부터 속성의 값 변경을 감시합니다.

  1. 파라미터에는 \.objectToObserve는 objectToObserve 인스턴스의 속은 key path입니다.
  2. 파라미터인 [.old, .new]는 마지막 트레일링 클로저에 oldValue와 newValue 라는 속성을 사용여부 결정을 해야합니다.
    1. oldValue는 변경 직전의 속성의 값이고, newValue는 변경 이후 속성의 값입니다.
  3. 파라미터는 클로저로, 값 변경시 수행할 동작을 정의해야합니다.

결론은 첫번째 파라미터에서 받는 것은 감시자 역할을 하는 오브젝트가 전달이되고 두번째 파라미터에 NSKeyValueObservedCange<Value> 타입의 값이 들어오는데, 이 값에서 oldValue와 newValue에 접근 할 수 있습니다.

만약 observe 메서드의 options 파라미터에 아무것도 전달되지 않는다면, nil로 값이 초기화됩니다.

본격! 사용방법!​

Model 객체에서 값이 변경 되었을 경우, 변경된 값을 UI 에 반영해야합니다. 이때 컨트롤러가 모델 객체에 observing을 도입, 델리게이트에 메세지를 보내 처리하게해야합니다.

class Person: NSObject {
	@objc dynamic var name: String
		
	init(name: Stirng) {
		self.name = name
	}
}

var person = Person(name: "Junha")
person.observe(\.name, options: [.old, .new]) { (object, change) in
	print("name changed form \(change.oldValue) to \(change.newValue)")
}

person.name = "준하" // Name changed from Optional("Junha") to Optional("준하")

프로퍼티 값이 Junha에서 준하로 변경되어서 Observer의 change handler가 호출 했기 때문에 handler 내의 oldValue와 newValue를 가져올 수 있게 된다.

그리고 Option에 old/new 말고도 initial과 prior가 있으며 설명은 아래와 같습니다.

  • old

    • 변경 전 값

  • new

    • 변경 후 값

  • initial

    • Observer 등록 전 handler 호출 시 (newValue로 들어갑니다)
    • 예제
    var person = Person(name: "junha")
    person.observe(\.name, options: [.old, .new, .initial]) { (object, change) in
    		print("name changed form \(change.oldValue) to \(change.newValue)")
    }

    // Name changed from nil to Optional("junha")

  • prior

    • 변경 전, 후 상태 모두 파악시
    • 예제
    var person = Person(name: "junha")
    person.observe(\.name, options: [.old, .new, .prior]) { (object, change) in
        print("Name changed from \(change.oldValue) to \(change.newValue)")
    }

    person.name = "준하"

    // Name changed from Optional("junha") to nil
    // Name changed from Optional("junha") to Optional("준하")

KVO의 장점​

KVO의 주요 장점은 두 객체 간의 동기화를 효과적으로 수행할 수 있다는 것입니다. 예를 들어, Model과 View와 같이 서로 분리된 부분 사이에서 변경 사항을 전달할 수 있습니다. 또한, 내부 코드를 수정하지 않고도 상태 변화에 적응할 수 있으며, 변경이 일어나기 전과 후의 값을 쉽게 파악할 수 있는 이점도 있습니다.

KVO의 단점​

KVO는 Objective-C 런타임에 크게 의존하며, 이 기능을 사용하기 위해서는 NSObject를 상속받은 클래스에서만 구현이 가능합니다. 이는 사용의 유연성을 제한할 수 있는 요소입니다. 또한, 객체가 메모리에서 해제될 때(dealloc), 등록된 옵저버들을 반드시 제거해야 합니다. 이를 놓치면 메모리 누수나 예상치 못한 동작 오류를 초래할 위험이 있습니다. 이러한 단점들은 KVO를 사용할 때 고려해야 할 중요한 요소입니다.

KVO 왜 사용하는데?​

KVO를 사용하는 이유는 몇 가지 주요 장점 때문입니다. 첫째, RxSwift의 Subscribe와 유사하게 논리적인 분리를 가능하게 합니다. 예를 들어, ViewModel의 특정 프로퍼티가 변경될 때 View에서의 변화를 유도하는 등의 상황에서 유용하게 사용될 수 있습니다. 그러나 KVO는 Objective-C 런타임에 의존하기 때문에, class가 final이거나 static dispatch로 사용될 때 보다는 dynamic dispatch를 사용해야 하며, 이는 성능에 다소 영향을 줄 수 있습니다.

또한, KVO의 가장 큰 장점은 내부 코드를 수정하지 않고도 외부에서 해당 값의 변화를 감지하여 동작을 수행할 수 있다는 것입니다. willSet과 didSet 같은 기능들은 클래스 내부에 구현해야 하지만, KVO를 사용하면 논리적으로 분리하여 외부에서 감시가 가능합니다. 이는 특히 외부 라이브러리나 다른 사람이 작성한 코드, SDK를 사용하는 상황에서 내부 코드를 수정하기 어려울 때 유리합니다. 하지만 이 기능은 NSObject를 상속받고 @objc dynamic을 통해 Objective-C 런타임 중에 접근할 수 있는 경우에만 가능합니다.

마지막으로, 기존의 내장 프레임워크에서 아직 Objective-C 코드가 Swift로 전환되지 않은 부분이 있다면, KVO를 통해 접근이 가능한 경우가 있습니다. 예를 들어 AVFoundation과 같은 프레임워크에서 내부 변수들을 참조할 때 KVO를 사용하는 경우가 많습니다. 이러한 점들은 KVO를 사용할 때 고려해야 할 중요한 요소들입니다.