1.runtime簡介
因為Objc是一門動態語言，所以它總是想辦法把一些決定工作從編譯連接推遲到運行時。也就是說只有編譯器是不夠的，還需要一個運行時系統
(runtime system) 來執行編譯后的代碼。這就是 Objective-C Runtime
系統存在的意義，它是整個Objc運行框架的一塊基石。
RunTime簡稱運行時。OC就是運行時機制，其中最主要的是消息機制。對于C語言，函數的調用在編譯的時候會決定調用哪個函數。對于OC的函數，屬于動態調用過程，在編譯的時候并不能決定真正調用哪個函數，只有在真正運行的時候才會根據函數的名稱找到對應的函數來調用。
Runtime基本是用C和匯編寫的，可見蘋果為了動態系統的高效而作出的努力。你可以在這里下到蘋果維護的開源代碼。蘋果和GNU各自維護一個開源的runtime版本，這兩個版本之間都在努力的保持一致。
2.runtime相關的頭文件
ios的sdk中 usr/include/objc文件夾下面有這樣幾個文件
使用時，需要導入文件，導入如：#import<objc/message.h> 與#import<objc/runtime.h>
3.操作對象的類型的定義
/// An opaque type that represents a method in a class definition. 一個類型，代表著類定義中的一個方法
typedef struct objc_method *Method;
/// An opaque type that represents an instance variable.代表實例(對象)的變量
typedef struct objc_ivar *Ivar;
/// An opaque type that represents a category.代表一個分類
typedef struct objc_category *Category;
/// An opaque type that represents an Objective-C declared property.代表OC聲明的屬性
typedef struct objc_property *objc_property_t;
// Class代表一個類，它在objc.h中這樣定義的? typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
Class isa? OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
Class super_class? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
const char *name? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
long version? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
long info? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list *ivars? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list **methodLists? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache *cache? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list *protocols? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
這些類型的定義，對一個類進行了完全的分解，將類定義或者對象的每一個部分都抽象為一個類型type，對操作一個類屬性和方法非常方便。OBJC2_UNAVAILABLE標記的屬性是Ojective-C 2.0不支持的,但實際上可以用響應的函數獲取這些屬性，例如：如果想要獲取Class的name屬性，可以按如下方法獲取:
Class classPerson = Person.class;
// printf("%s\n", classPerson->name); //用這種方法已經不能獲取name了 因為OBJC2_UNAVAILABLE
const char *cname? = class_getName(classPerson);
printf("%s", cname); // 輸出:Person
4.函數的定義
對對象進行操作的方法一般以object_開頭
對類進行操作的方法一般以class_開頭
對類或對象的方法進行操作的方法一般以method_開頭
對成員變量進行操作的方法一般以ivar_開頭
對屬性進行操作的方法一般以property_開頭開頭
對協議進行操作的方法一般以protocol_開頭
根據以上的函數的前綴 可以大致了解到層級關系。
對于以objc_開頭的方法，則是runtime最終的管家，可以獲取內存中類的加載信息,類的列表，關聯對象和關聯屬性等操作。
例如：使用runtime對當前的應用中加載的類進行打印，別被嚇一跳。
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
unsigned int count = 0;
Class *classes = objc_copyClassList(&count);
for (int i = 0; i < count; i++) {
const char *cname = class_getName(classes[i]);
printf("%s\n", cname);
}
}
5.runtime應用
1.發送消息
方法調用的本質，就是讓對象發送消息。
objc_msgSend,只有對象才能發送消息，因此以objc開頭.
使用消息機制前提，必須導入#import
消息機制簡單使用：
// 創建person對象
Person *p = [[Person alloc] init];
// 調用對象方法
[p eat];
// 本質：讓對象發送消息
objc_msgSend(p, @selector(eat));
// 調用類方法的方式：兩種
// 第一種通過類名調用
[Person eat];
// 第二種通過類對象調用
[[Person class] eat];
// 用類名調用類方法，底層會自動把類名轉換成類對象調用
// 本質：讓類對象發送消息
objc_msgSend([Person class], @selector(eat));
我們可以通過clang來查看代碼生成的CPP代碼。
最終代碼,需要把當前代碼重新編譯,用xcode編譯器,clang
clang -rewrite-objc main.m 查看最終生成代碼
2.交換方法
交換方法實現的需求場景：自己創建了一個功能性的方法，在項目中多次被引用，當項目的需求發生改變時，要使用另一種功能代替這個功能，要求是不改變舊的項目(也就是不改變原來方法的實現)。
可以在類的分類中，再寫一個新的方法(是符合新的需求的),然后交換兩個方法的實現。這樣，在不改變項目的代碼，而只是增加了新的代碼 的情況下，就完成了項目的改進。
交換兩個方法的實現一般寫在類的load方法里面，因為load方法會在程序運行前加載一次，而initialize方法會在類或者子類在 第一次使用的時候調用，當有分類的時候會調用多次。
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
// 需求：給imageNamed方法提供功能，每次加載圖片就判斷下圖片是否加載成功。
// 步驟一：先搞個分類，定義一個能加載圖片并且能打印的方法+ (instancetype)imageWithName:(NSString *)name;
// 步驟二：交換imageNamed和imageWithName的實現，就能調用imageWithName，間接調用imageWithName的實現。
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"123"];
}
@end
@implementation UIImage (Image)
// 加載分類到內存的時候調用
+ (void)load
{
// 交換方法
// 獲取imageWithName方法地址
Method imageWithName = class_getClassMethod(self, @selector(imageWithName:));
// 獲取imageWithName方法地址
Method imageName = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:));
// 交換方法地址，相當于交換實現方式
method_exchangeImplementations(imageWithName, imageName);
}
// 不能在分類中重寫系統方法imageNamed，因為會把系統的功能給覆蓋掉，而且分類中不能調用super.
// 既能加載圖片又能打印
+ (instancetype)imageWithName:(NSString *)name
{
// 這里調用imageWithName，相當于調用imageName
UIImage *image = [self imageWithName:name];
if (image == nil) {
NSLog(@"加載空的圖片");
}
return image;
}
@end
3.類\對象的關聯對象
關聯對象不是為類\對象添加屬性或者成員變量(因為在設置關聯后也無法通過ivarList或者propertyList取得) ，而是為類添加一個相關的對象，通常用于存儲類信息，例如存儲類的屬性列表數組，為將來字典轉模型的方便。
使用方式一：給分類添加屬性
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
// 給系統NSObject類動態添加屬性name
NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
objc.name = @"小碼哥";
NSLog(@"%@",objc.name);
}
@end
// 定義關聯的key
static const char *key = "name";
@implementation NSObject (Property)
- (NSString *)name
{
// 根據關聯的key，獲取關聯的值。
return objc_getAssociatedObject(self, key);
}
- (void)setName:(NSString *)name
{
// 第一個參數：給哪個對象添加關聯
// 第二個參數：關聯的key，通過這個key獲取
// 第三個參數：關聯的value
// 第四個參數:關聯的策略
objc_setAssociatedObject(self, key, name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
@end
使用方式二：給對象添加關聯對象。
比如alertView,一般傳值，使用的是alertView的tag屬性。我們想把更多的參數傳給alertView代理：
/**
*? 刪除點擊
*? @param recId? ? ? ? 購物車ID
*/
- (void)shopCartCell:(BSShopCartCell *)shopCartCell didDeleteClickedAtRecId:(NSString *)recId
{
UIAlertView *alert = [[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"" message:@"確認要刪除這個寶貝" delegate:self cancelButtonTitle:@"取消" otherButtonTitles:@"確定", nil];
// 傳遞多參數
objc_setAssociatedObject(alert, "suppliers_id", @"1", OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
objc_setAssociatedObject(alert, "warehouse_id", @"2", OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
alert.tag = [recId intValue];
[alert show];
}
/**
*? 確定刪除操作
*/
- (void)alertView:(UIAlertView *)alertView clickedButtonAtIndex:(NSInteger)buttonIndex {
if (buttonIndex == 1) {
NSString *warehouse_id = objc_getAssociatedObject(alertView, "warehouse_id");
NSString *suppliers_id = objc_getAssociatedObject(alertView, "suppliers_id");
NSString *recId = [NSString stringWithFormat:@"%ld",(long)alertView.tag];
}
}
objc_setAssociatedObject方法的參數解釋:
1.第一個參數id object, 當前對象
2.第二個參數const void *key, 關聯的key，是c字符串
3.第三個參數id value, 被關聯的對象的值
4.第四個參數objc_AssociationPolicy policy關聯引用的規則
4.動態添加方法
開發使用場景：如果一個類方法非常多，加載類到內存的時候也比較耗費資源，需要給每個方法生成映射表，可以使用動態給某個類，添加方法解決。
經典面試題：有沒有使用performSelector，其實主要想問你有沒有動態添加過方法。
簡單使用:
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
Person *p = [[Person alloc] init];
// 默認person，沒有實現eat方法，可以通過performSelector調用，但是會報錯。
// 動態添加方法就不會報錯
[p performSelector:@selector(eat)];
}
@end
@implementation Person
// void(*)()
// 默認方法都有兩個隱式參數，
void eat(id self,SEL sel)
{
NSLog(@"%@ %@",self,NSStringFromSelector(sel));
}
// 當一個對象調用未實現的方法，會調用這個方法處理,并且會把對應的方法列表傳過來.
// 剛好可以用來判斷，未實現的方法是不是我們想要動態添加的方法
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
if (sel == @selector(eat)) {
// 動態添加eat方法
// 第一個參數：給哪個類添加方法
// 第二個參數：添加方法的方法編號
// 第三個參數：添加方法的函數實現（函數地址）
// 第四個參數：函數的類型，(返回值+參數類型) v:void @:對象->self :表示SEL->_cmd
class_addMethod(self, @selector(eat), eat, "v@:");
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
@end
5.字典轉模型KVC實現
KVC：把字典中所有值給模型的屬性賦值。這個是要求字典中的Key,必須要在模型里能找到相應的值，如果找不到就會報錯。基本原理如：
// KVC原理:
// 1.遍歷字典中所有key,去模型中查找有沒有對應的屬性
[dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id? _Nonnull key, id? _Nonnull value, BOOL * _Nonnull stop) {
// 2.去模型中查找有沒有對應屬性 KVC
// key:source value:來自即刻筆記
// [item setValue:@"來自即刻筆記" forKey:@"source"]
[item setValue:value forKey:key];
}];
但是，在實際開發中，從字典中取值,不一定要全部取出來。因此，我們可以通過重寫KVC 中的 forUndefinedKey這個方法，就不會進行報錯處理。
// 重寫系統方法? 1.想給系統方法添加額外功能 2.不想要系統方法實現
// 系統找不到就會調用這個方法,報錯
- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key
{
}
另外，我們可以通過runtime的方式去實現。我們把KVC的原理倒過來，通過遍歷模型的值，從字典中取值。
// Ivar:成員變量 以下劃線開頭
// Property:屬性
+ (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict
{
id objc = [[self alloc] init];
// runtime:根據模型中屬性,去字典中取出對應的value給模型屬性賦值
// 1.獲取模型中所有成員變量 key
// 獲取哪個類的成員變量
// count:成員變量個數
unsigned int count = 0;
// 獲取成員變量數組
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
// 遍歷所有成員變量
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 獲取成員變量
Ivar ivar = ivarList[i];
// 獲取成員變量名字
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 獲取成員變量類型
NSString *ivarType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
// @\"User\" -> User
ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\"" withString:@""];
ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@" withString:@""];
// 獲取key
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
// 去字典中查找對應value
// key:user? value:NSDictionary
id value = dict[key];
// 二級轉換:判斷下value是否是字典,如果是,字典轉換層對應的模型
// 并且是自定義對象才需要轉換
if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![ivarType hasPrefix:@"NS"]) {
// 字典轉換成模型 userDict => User模型
// 轉換成哪個模型
// 獲取類
Class modelClass = NSClassFromString(ivarType);
value = [modelClass modelWithDict:value];
}
// 給模型中屬性賦值
if (value) {
[objc setValue:value forKey:key];
}
}
return objc;
}
參考：
iOS-Runtime知識點整理 - Mike_zh - 博客園
runtime的方法調用流程？
怎么去調用eat方法 ,對象方法:類對象的方法列表 類方法:元類中方法列表
1.通過isa去對應的類中查找
2.注冊方法編號
3.根據方法編號去查找對應方法
4.找到只是最終函數實現地址,根據地址去方法區調用對應函數
