Objective-C 運行時
運行時（runtime）這個術語有多重的意思。到目前為止，我們用它形容應用在用戶電腦中運行的一段時間。運行時可以和編譯時（compile-time）做對比，編譯時是在程序運行之前，還在使用Xcode構建程序的一段時間。
Objective-C運行時是OS X以及iOS系統(tǒng)執(zhí)行Objective-C代碼的一部分。它還負責動態(tài)的追蹤記錄哪些類存在，這些類定義了哪些方法，以及查看消息是否恰當地在對象之間傳遞。
內省
內省（introspection）是Objective-C運行時的一個特性：它能夠讓對象在程序運行的時候回答關于自身的問題。例如，這里有一個NSObject方法叫做respondsToSelector:
- (BOOL)respondsToSelector:(SEL)aSelector;
其中的一個實參是一個選擇器（一個方法的名字）。如果對象實現(xiàn)了該選擇器的名字的方法，就會返回YES；如果沒有實現(xiàn)，就返回NO。使用respondsToSelector:即是內省的例子。
動態(tài)查找并執(zhí)行方法
對象發(fā)送消息的時候，它會開始搜索要執(zhí)行的方法。通常會從接收者的isa指針指向的類開始進行搜索，然后根據繼承層級搜索，直到找到需要的方法。
動態(tài)查找并執(zhí)行方法構成了Objective-C消息發(fā)送機制的基礎，它也是Objective-C運行時的另一大特性。
查找并執(zhí)行方法是C函數 objc_msgSend() 的工作。這個函數的實參是接收消息的對象，被執(zhí)行的方法的選擇器，以及這個方法的所有實參。
// 動態(tài)查找，并執(zhí)行方法 objc_msgSend
NSString *nameString = @"miky";
NSString *capsName = objc_msgSend(nameString, @selector(uppercaseString));
NSLog(@"%@",capsName);
類以及繼承層級的管理
Objective-C 運行時不僅負責記錄正在使用哪些類，還負責記錄那些包含到程序中的庫以及框架使用的類。
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/message.h>
#import <objc/runtime.h>
// 獲取給定類的繼承層級
// 這個函數會獲取一個類對象后得到它的父類，然后繼續(xù)獲取父類的父類，直到最后再也沒有父類。通常，最后的類會是NSObject。
NSArray *BNRHierarchyForClass(Class cls) {
// 聲明一個數組用來保存類及其父類組成的列表，創(chuàng)建一個層級
NSMutableArray *classHierarchy = [NSMutableArray array];
// 繼續(xù)追蹤繼承層級，知道再也沒有父類
for (Class c = cls; c != Nil; c = class_getSuperclass(c)) {
NSString *className = NSStringFromClass(c);
[classHierarchy insertObject:className atIndex:0];
}
return classHierarchy;
}
// 獲取給定類的方法列表
// 方法（Method）方法是一類結構的名字，這類結構的成員包括方法的選擇器（SEL類型的變量）以及一個函數指針（function pointer)
// 函數指針指向執(zhí)行程序中內存數據段的一大塊代碼。這個函數指針是IMP類型的變量。
NSArray *BNRMethodsForClass(Class cls) {
unsigned int methodCount = 0;
Method *methodList = class_copyMethodList(cls, &methodCount);
NSMutableArray *methodArray = [NSMutableArray array];
for (int m = 0; m < methodCount ; m++) {
// 獲取當前的方法
Method currentMethod = methodList[m];
// 獲取當前方法的選擇器
SEL methodSelector = method_getName(currentMethod);
// 給數組增加字符串表達式
[methodArray addObject:NSStringFromSelector(methodSelector)];
}
return methodArray;
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// 創(chuàng)建一個字典數組，每個字典都會保存類的名稱、層級以及給定類的方法列表
NSMutableArray *runtimeClassesInfo = [NSMutableArray array];
// 聲明一個變量，用來保存注冊表的數量。
unsigned int classCount = 0;
// 創(chuàng)建一個指針指向應用當前加載的所有注冊類的列表
// 通過引用返回注冊類的數量
Class *classList = objc_copyClassList(&classCount);
// 列表單中的每個類 遍歷類列表
for (int i = 0; i < classCount; i++) {
// 將類的列表作為一個C語言數組處理，獲取其中的一個類
Class currentClass = classList[i];
// 將類的名稱作為字符串處理
NSString *className = NSStringFromClass(currentClass);
// 輸出類的名稱
// NSLog(@"className : %@",className);
NSArray *hierarchy = BNRHierarchyForClass(currentClass);
NSArray *methods = BNRMethodsForClass(currentClass);
NSDictionary *classInfoObject = @{@"classname" : className,
@"hierarchy" : hierarchy,
@"methods" : methods};
[runtimeClassesInfo addObject:classInfoObject];
}
// 現(xiàn)在已經不需要這個類列表的緩存區(qū)了，釋放它
free(classList);
// 按照字母順序給這些類排序，打印出來
NSSortDescriptor *alphaAsc = [NSSortDescriptor sortDescriptorWithKey:@"name" ascending:YES];
NSArray *sortedArray = [runtimeClassesInfo sortedArrayUsingDescriptors:@[alphaAsc]];
NSLog(@"There are %ld classes registered with this program`s Runtime",sortedArray.count);
NSLog(@"%@",sortedArray);
}
return 0;
}
objc_copyClassList()函數會返回一個由指定類對象的指針組成的C數組。
按照慣例，調用名字中包含“copy”或“create”的函數時所使用的內存，例如objc_copyClassList()函數，如果不再需要，就必須釋放。這種情況我們稱之為創(chuàng)建規(guī)則（create rule）。與之類似，如果調用名字中包含“get”的函數時所使用的內存不歸你所有，就不必釋放。這種情況我們稱之為獲取規(guī)則（get rule）。注意這兩條規(guī)則和手動內存管理中使用的規(guī)則類似。
KVO 的工作原理
KVO 是蘋果公司的API依賴于運行時函數的另一個例子。在第36章討論KVO 的時候，如果對象使用存取器，被觀察的對象可以自動通知屬性中的變化。
運行時，如果向某個對象發(fā)送addObserver:forKeyPath:option:context:消息，那么這個方法可以：
- 決定被觀察對象的類，并使用
objc_allocateClassPair()函數給這個類定義一個新的子類。 - 改變對象的isa指針，讓它指向新的子類（高效改變對象的類型）。
- 覆蓋被觀察對象的存取器，發(fā)送KVO消息。
例如，一個類的location屬性的存方法代碼如下：
- (void)setLocation:(NSPoint)location {
_location = location;
}
在新的子類中，存取器會被覆蓋如下：
- (void)setLocation:(NSPoint)location {
[self willChangeValueForKey:@"location"];
[super setLocation:location];
[self didChangeValueForKey:@"location"];
}
子類的存取器實現(xiàn)會調用原始類的實現(xiàn)，然后將它們用簡明的KVO通知消息封裝起來。這些新的類以及方法都會在運行時使用Objective-C運行時函數定義。
對類新增觀察者之后，會有一個新的子類：
className = "NSKVONotifying_類名";
hierarchy = (NSObject, 類名 ,"NSKVONotifying_BNRTowel");
methods = ("setLocation:" , class , dealloc , "_isKVOA");
