iOS-Runtime

Runtime簡介

RunTime簡稱運行時。OC就是運行時機制，也就是在運行時候的一些機制，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。

OC消息機制

Runtime的很重要的一個機制就是消息機制，OC中的方法調用其實本質就是發送消息。

// 創建person對象
Person *p = [[Person alloc] init];
//例如一個Person類調用eat這個方法
[p eat];
//其本質就是個Person讓對象發送消息
objc_msgSend(p, @selector(eat));
  • Objective-C中，類、對象和方法
    要了解OC消息機制的調用流程，我們有必要先了解OC中類，對象和方法分別是什么。其實都是C的結構體。
    • Objective-C中的對象 
       typedef struct objc_class * Class;
 struct objc_object {
         Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
 };
typedef struct objc_object * id;
      isa：實例對象中有一個Class類型的isa指針指向他的類。
    • Objective-C中的類 
      struct objc_class {
       Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
       Class super_class                                        
       const char *name                                         
       long version                                             
       long info                                                
       long instance_size                                       
       struct objc_ivar_list *ivars                             
       struct objc_method_list **methodLists                    
       struct objc_cache *cache                                 
       struct objc_protocol_list *protocols                     
} OBJC2_UNAVAILABLE;
      isa：類中又有一個Class類型的isa指針指向他的元類(metaClass)，所以在OC中萬物皆對象。
      super_class：指向該類的父類, 如果該類已經是最頂層的根類(如 NSObject 或 NSProxy),那么 super_class 就為 NULL。
      name：類的名字。
      version：類的版本信息,默認為0。
      info：供運行期使用的一些位標識。
      instance_size：類的實例變量大小。
      ivars：成員變量列表。
      methodLists：方法列表。
      objc_cache：指向最近使用的方法.用于方法調用的優化。
      protocols：協議的鏈表。
    • Objective-C中的方法列表和方法 
      struct objc_method_list {  
       struct objc_method_list *obsolete;
       int method_count;
       struct objc_method method_list[1];
};
struct objc_method {  
     //函數名，也就是SEL
     SEL method_name;
     //表示函數原型的字符串 (見 Type Encoding)
     char *method_types;   
     //函數的實現IMP
     IMP method_imp;
};
      每個類中都定義了方法列表，方法列表中又定義了方法。
  • 消息機制傳遞流程
    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

Runtime中的方法交換

Runtime方法交換的應用場景想去修改系統的方法實現。

//在load方法中去進行Runtime的方法交換
+ (void)load {
    //獲取類方法
    Method imageNameMethod = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:));
    Method SC_imageNameMethod = class_getClassMethod(self, @selector(SC_imageNamed:));
    //交換方法
    method_exchangeImplementations(imageNameMethod, SC_imageNameMethod);
    //這個方法可以獲取對象方法
    //Method intanceMethod = class_getInstanceMethod(<#Class  _Nullable __unsafe_unretained cls#>, <#SEL  _Nonnull name#>)
}
//自己定義的創建圖片方法
+ (UIImage *)SC_imageNamed:(NSString *)name
{
    UIImage *image = [UIImage SC_imageNamed:name];
    if (image) {
        NSLog(@"創建圖片成功");
    } else {
        NSLog(@"創建圖片失敗");
    }
    return image;
}

在UIImage的分類里面調用上面的代碼，就可以實現把系統的imageNamed:和自己的SC_imageNamed:方法進行交換。

Runtime動態添加方法

動態添加方法也可以叫做懶加載方法，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。

//這里有個注意點：OC默認方法都都有兩個隱式參數，一個是self，一個是sel方法名
void eat(id self,SEL sel,NSString * food){
    
    NSLog(@"%@ %@ %@",self,NSStringFromSelector(sel),food);
}

// 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。
// 在這個方法中我們去動態添未實現的方法。
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    if (sel == NSSelectorFromString(@"eat:")) {
        // 動態添加方法
        // 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）是IMP的指針
        // 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, sel, (IMP)eat, "v@:@");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

在Person類用上面的代碼，就會給Person動態的添加eat方法。

Runtime給分類添加屬性

//給NSObject的分類添加一個name屬性
@interface NSObject (Property)
//@property分類:只會生成get,set方法聲明,不會生成實現,也不會生成下劃線成員屬性
@property NSString *name;
@end

@implementation NSObject (Property)
- (void)setName:(NSString *)name
{
    // 讓這個字符串與當前對象產生聯系
    // object:給哪個對象添加屬性
    // key:屬性名稱
    // value:屬性值
    // policy:保存策略
    objc_setAssociatedObject(self, @"name", name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
- (NSString *)name
{
    //第一個參數：給哪個對象添加屬性
    //第二個參數：屬性名稱
    return objc_getAssociatedObject(self, @"name");
}
@end

上述代碼就給NSObject類動態的添加了一個name屬性。

Runtime字典轉模型

對于一些簡單模型我們經常會用KVC來實現字典轉模型

//把字典中對象遍歷出來給屬性賦值
[item setValuesForKeysWithDictionary:dict];
//重寫沒有找到對應屬性會報錯的方法
- (void)setValue: (id)value forUndefineKey:(NSString *)key {
}

但實際開發中我們會接觸到更復雜的模型，KVC解決其來就不太方便了，這個時候我們就用runtime來解決，其實核心思想剛好與KVC相反就是把模型的每個屬性遍歷出來去字典里面找出再賦值。

+ (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
    // 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
        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;
}
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