底層原理：Runtime之API

API - 類
  • 動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)類（參數(shù)：父類，類名，額外的內(nèi)存空間）
    • Class objc_allocateClassPair(Class superclass, const char *name, size_t extraBytes)
  • 注冊(cè)一個(gè)類（要在類注冊(cè)之前添加成員變量）
    • void objc_registerClassPair(Class cls)
#import <objc/runtime.h>

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
    //創(chuàng)建類
    Class newClass = objc_allocateClassPair([NSObject class],"Dog",0);
    //第4個(gè)參數(shù)表示為對(duì)齊，3個(gè)為幾個(gè)字節(jié)
    //添加成員變量
    class_addIvar(newClass,"_age",4,1,@encode(int));
    class_addIvar(newClass,"_weight",4,1,@encode(int));
    class_addMethod(newClass,@selector(run),(IMP)run,"v@:");
    //注冊(cè)類，一旦類注冊(cè)完畢類的結(jié)構(gòu)已經(jīng)決定，不能再添加變量
    objc_registerClassPair(newClass);
    id dog = [[newClass alloc]init];
    
    [dog setValue:@(10) forKey:@"_age"];
    [dog setValue:@(20) forKey:@"_weight"];
    [dog run];
    
    NSLog(@"age = %@, weight = %@",[dog valueForKey:@"_age"],[dog valueForKey:@"_weight"]);

    //在不需要這個(gè)類的時(shí)候釋放
    objc_disposeClassPair(newClass);

    return YES;
}
  • 銷(xiāo)毀一個(gè)類
    • void objc_disposeClassPair(Class cls)
  • 獲取isa指向的Class
    • Class object_getClass(id obj)
  • 設(shè)置isa指向的Class
    • Class object_setClass(id obj, Class cls)
- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
    // Override point for customization after application launch.
    
    
    Person *person = [[Person alloc]init];
    [person run];

    object_setClass(person,[Car class]);
    [person run];
    
    return YES;
}

上面的代碼經(jīng)過(guò) object_setClass 后 person 變?yōu)?Car 類型的，控制臺(tái)的輸出如下：

2022-06-05 16:27:36.180629+0800 TestPod[41697:189747] -[Person run]
2022-06-05 16:30:03.061300+0800 TestPod[41697:189747] -[Car run]

其isa指針變化如下圖所示：

  • 判斷一個(gè)OC對(duì)象是否為Class
    • BOOL object_isClass(id obj)
NSLog(@"%d %d %d",object_isClass(person),object_isClass([Person class]), object_isClass(object_getClass([Person class])));

上面除了 person 不是 Class 外，其他兩個(gè)都是 Class

  • 判斷一個(gè)Class是否為元類
    • B00L class_isMetaClass(Class cls)
  • 獲取父類
    • Class class_getSuperclass(Class cls)
API - 成員變量
  • 獲取一個(gè)實(shí)例變量
    Ivar class_getInstanceVariable(Class cls, const char *name)

用法如下：

//獲取成員變量信息
Ivar ageVar = class_getInstanceVariable([Person class], "_age");
NSLog(@"%s %s",ivar_getName(ageVar),ivar_getTypeEncoding(ageVar));

輸出結(jié)果：

2022-06-07 19:57:59.023243+0800 TestPod[14761:1648955] _age i
  • 拷貝實(shí)例變量列表（最后需要調(diào)用free釋放）
    Ivar *class_copyIvarlist(Class cls, unsigned int *outCount)
    //成員變量的數(shù)值
    unsigned int count;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList([Person class], &count);
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        //取出i位置的成員變量
        Ivar ivar = ivars[i];
        NSLog(@"%s %s",ivar_getName(ivar),ivar_getTypeEncoding(ivar));
    }
    //runtime中調(diào)用copy或者create創(chuàng)建出來(lái)的都需要釋放
    free(ivars);

輸出結(jié)果為：

2022-06-09 10:30:55.223196+0800 TestPod[2000:400561] _age i
2022-06-09 10:30:55.223232+0800 TestPod[2000:400561] _name @"NSString"

通過(guò)上面的辦法，我們可以輸出系統(tǒng)類的成員屬性，并通過(guò)其他方式來(lái)修改它，例如下面這個(gè)是通過(guò) KVC 的方式來(lái)修改 TextField 的 placeHolder 的文字顏色

    //成員變量的數(shù)值
    unsigned int count;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList([UITextField class], &count);
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        //取出i位置的成員變量
        Ivar ivar = ivars[i];
        NSLog(@"---%s %s",ivar_getName(ivar),ivar_getTypeEncoding(ivar));
    }
    //runtime中調(diào)用copy或者create創(chuàng)建出來(lái)的都需要釋放
    free(ivars);

    UITextField *textField = [[UITextField alloc]init];
    textField.placeholder = @"11111";
    
    //下面這個(gè)是拿到打印出來(lái)的placeholder相關(guān)的一個(gè)屬性
    UILabel *placeHolderLabel = [textField valueForKey:@"_placeHolderLabel"];
    placeHolderLabel.textColor = [UIColor redColor];
    //或者用下面的辦法
    [textField setValue:[UIColor redColor] forKey:@"_placeHolderLabel.textColor"];

還可以通過(guò)給 'NSObject' 添加類別的方式來(lái)解析屬性值，如下所示：

#import <objc/runtime.h>>
#import "NSObject+Json.h"

@implementation NSObject (Json)

+ (instancetype)My_objectWithJson:(NSDictionary *)dict
{
    id obj = [[self alloc]init];
    
    unsigned int count;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList(self, &count);
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        Ivar ivar = ivars[i];
        NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
        NSMutableString *str = [NSMutableString stringWithString:name];
        [str deleteCharactersInRange:NSMakeRange(0, 1)];
        
        //設(shè)值
        [obj setValue:dict[str] forKey:name];
        
    }
    return obj;;
}

然后解析屬性值，這樣即可：

Person *per = [Person My_objectWithJson:dict];
  • 設(shè)置和獲取成員變量的值
    void object_setIvar(id obj, Ivar ivar, id value)
    object_getIvar(id obj, Ivar ivar)
//設(shè)置和獲取成員變量的值
Ivar nameIvar = class_getInstanceVariable([Person class],"_name");
Person *p = [[Person alloc]init];
object_setIvar(p, nameIvar, @"123");
object_getIvar(p, nameIvar);
object-setIvar(p, ageIvar, (_bridge id)(void *)10);
NSLog(@"%@",p.name);

//輸出結(jié)果
2022-06-07 20:13:33.309974+0800 TestPod[15127:1666081] 123
  • 動(dòng)態(tài)添加成員變量（已經(jīng)注冊(cè)的類是不能動(dòng)態(tài)添加成員變量的）
    B00L class_addIvar(Class cls, const char * hane, size_t size, uint8_t alignnent, const char * types)
  • 獲取成員變量的相關(guān)信息
    const char *ivar_getName(Ivar v)
    const char *ivar_getTypeEncoding(Ivar v)
方法的API

獲得一個(gè)實(shí)例方法、類方法

  • Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL nane)
  • Method class_getClassMethod(Class cls, SEL nane)

方法實(shí)現(xiàn)相關(guān)操作

  • IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL name)
  • IMP method_setImplenentation(Method n, IMP imp)
  • void method_exchangeImplenentations(Method ml, Method m2)
#import "Person.h"

@implementation Person

- (void)run
{
    NSLog(@"%s",__func__);
}

- (void)test
{
    NSLog(@"%s",__func__);
}

@end

#import "Person.h"
#import <objc/runtime.h>>
#import <Foundation/Foundation.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        Person *person = [[Person alloc]init];
        Method runMethod = class_getInstanceMethod([Person class], @selector(run));
        Method testMethod = class_getInstanceMethod([Person class], @selector(test));
        method_exchangeImplementations(runMethod, testMethod);
        [person run];
    }
    return 0;
}

拷貝方法列表（最后需要調(diào)用free釋放）

  • Method *class_copyMethodlist(Class cls, unsigned int woutCount)

·動(dòng)態(tài)添加方法

  • B00L class_addMethod(Class cls,SEL nane,IMP inp,const char *types)

動(dòng)態(tài)替換方法

  • IMP class_replaceMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)
#import "Person.h"
#import <objc/runtime.h>>
#import <Foundation/Foundation.h>

void myRun()
{
    NSLog(@"myRun");
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        Person *person = [[Person alloc]init];
        
        class_replaceMethod([Person class], @selector(run), (IMP)myRun, "v");
        //或者用下面這種方式
        class_replaceMethod([Person class], @selector(run), imp_implementationWithBlock(^{
            NSLog(@"123123");
        }), "v");
        [person run];
    }
    return 0;
}

獲取方法的相關(guān)信息（帶有copy的需要弱用free去釋放）

  • SEL method_getName(Method m).
  • IMP method_getImplementation(Method m)
  • const char *method_getTypeEncoding(Method m)
  • unsiqned int method_getNumberOfArguments(Method m)
  • char enethod_copyReturnType(Method m)
  • char *method_copyArgumentType(Method m, unsigned int index)
Runtime總結(jié)

1.什么是Runtime？平時(shí)項(xiàng)目中有用過(guò)么？

  • OC是一門(mén)動(dòng)態(tài)性比較強(qiáng)的編程語(yǔ)言，允許很多操作推遲到程序運(yùn)行時(shí)再進(jìn)行
  • OC的動(dòng)態(tài)性就是由Runtime來(lái)支撐和實(shí)現(xiàn)的，Runtime是一套C語(yǔ)言的API，封裝了很多動(dòng)態(tài)性相關(guān)的函數(shù)
  • 平時(shí)編寫(xiě)的OC代碼，底層都是轉(zhuǎn)換成了Runtime APl進(jìn)行調(diào)用
  1. 具體應(yīng)用
  • 利用關(guān)聯(lián)對(duì)象（AssociatedObject）給分類添加屬性
  • 遍歷類的所有成員變量（修改textfield的占位文字顏色、字典轉(zhuǎn)模型、自動(dòng)歸檔解檔）
  • 交換方法實(shí)現(xiàn)（交換系統(tǒng)的方法）
  • 利用消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制解決方法找不到的異常問(wèn)題
例子

如果想要監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)的方法，或者在系統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上做一些改變，可以使用下面的方法，這種方式就叫 HOOK

  • 例子1

監(jiān)聽(tīng)按鈕的點(diǎn)擊事件

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    
    NSArray *array = [NSArray arrayWithObjects:@"1",nil];
    
    UIButton *button = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
    button.frame = CGRectMake(100, 100, 80, 40);
    button.backgroundColor = [UIColor redColor];
    [button addTarget:self action:@selector(buttonClick) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
    [self.view addSubview:button];
    
}

- (void)buttonClick
{
    NSLog(@"%s",__func__);
}

@end

#import <objc/runtime.h>>
#import "UIControl+Extention.h"

@implementation UIControl (Extention)

+ (void)load
{
    Method method1 = class_getInstanceMethod(self, @selector(sendAction:to:forEvent:));
    Method method2 = class_getInstanceMethod(self, @selector(mySendAction:to:forEvent:));
    method_exchangeImplementations(method1, method2);
}

- (void)mySendAction:(SEL)action to:(id)target forEvent:(UIEvent *)event
{
    NSLog(@"%@---%@---%@",self,target,NSStringFromSelector(action));
    if ([self isKindOfClass:[UIButton class]])
    {
        [self mySendAction:action to:target forEvent:event];
    }
}
@end
  • 例子2

防止數(shù)組里添加 nil 的對(duì)象，這里注意雖然類型是 NSMutableArray 類型的，但其底層卻不是這樣的，故在交換之前最好通過(guò) [array class] 來(lái)打印一下對(duì)象的類型

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    
    NSObject *obj = nil;

    NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
    [array addObject:@"1"];
    [array insertObject:obj atIndex:0];
}

@end

#import <objc/runtime.h>
#import "NSArray+Extension.h"

@implementation NSArray (Extension)

+ (void)load
{
    Class class = NSClassFromString(@"__NSArrayM");
    Method method1 = class_getInstanceMethod(class, @selector(insertObject:atIndex:));
    Method method2 = class_getInstanceMethod(class, @selector(mj_insertObject:atIndex:));
    method_exchangeImplementations(method1, method2);
}

- (void)mj_insertObject:(id)object atIndex:(NSUInteger)index
{
    if (object == nil) return;;
    [self mj_insertObject:object atIndex:index];
}

@end

通過(guò)上面兩個(gè)例子我們可以嘗試修改系統(tǒng)字體

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