runtime(轉(zhuǎn)載)

前言

現(xiàn)在很多人都在寫runtime的介紹,但是大多數(shù)都是濫竽充數(shù)的,介紹的很籠統(tǒng),我最近在網(wǎng)上看了一篇比較全面的博客(博主:七七),對于理解可能更好,所以我就轉(zhuǎn)載過來了,轉(zhuǎn)載地址在最下面的 原文地址

runtime簡介

因為Objc是一門動態(tài)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(tǒng) (runtime system) 來執(zhí)行編譯后的代碼。這就是 Objective-C Runtime 系統(tǒng)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(shù)的調(diào)用在編譯的時候會決定調(diào)用哪個函數(shù)。對于OC的函數(shù)，屬于動態(tài)調(diào)用過程，在編譯的時候并不能決定真正調(diào)用哪個函數(shù)，只有在真正運行的時候才會根據(jù)函數(shù)的名稱找到對應(yīng)的函數(shù)來調(diào)用。

Runtime基本是用C和匯編寫的，可見蘋果為了動態(tài)系統(tǒng)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。

runtime的導(dǎo)入

都是和運行時相關(guān)的頭文件，其中主要使用的函數(shù)定義在message.h和runtime.h這兩個文件中。 在message.h中主要包含了一些向?qū)ο蟀l(fā)送消息的函數(shù)，這是OC對象方法調(diào)用的底層實現(xiàn)。
使用時，需要導(dǎo)入文件，導(dǎo)入如：
#import <objc/message.h>
#import <objc/runtime.h>
runtime.h是運行時最重要的文件，其中包含了對運行時進行操作的方法。 主要包括：

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(biāo)記的屬性是Ojective-C 2.0不支持的,但實際上可以用響應(yīng)的函數(shù)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(jīng)不能獲取name    了 因為OBJC2_UNAVAILABLE
const char *cname  = class_getName(classPerson);
printf("%s", cname); // 輸出:Person

函數(shù)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?qū)ο蟮姆椒ㄟM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(xié)議進行操作的方法一般以protocol_開頭
根據(jù)以上的函數(shù)的前綴 可以大致了解到層級關(guān)系。

對于以objc_開頭的方法，則是runtime最終的管家，可以獲取內(nèi)存中類的加載信息,類的列表，關(guān)聯(lián)對象和關(guān)聯(lián)屬性等操作。

例如：使用runtime對當(dāng)前的應(yīng)用中加載的類進行打印
- (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);
}
}

runtime應(yīng)用

方法調(diào)用的本質(zhì)，就是讓對象發(fā)送消息。

objc_msgSend,只有對象才能發(fā)送消息，因此以objc開頭.

使用消息機制前提，必須導(dǎo)入#import <objc/message.h>

消息機制簡單使用：
// 創(chuàng)建person對象

 Person *p = [[Person alloc] init];

// 調(diào)用對象方法
[p eat];

// 本質(zhì)：讓對象發(fā)送消息
objc_msgSend(p, @selector(eat));

// 調(diào)用類方法的方式：兩種
// 第一種通過類名調(diào)用
[Person eat];
// 第二種通過類對象調(diào)用
[[Person class] eat];

// 用類名調(diào)用類方法，底層會自動把類名轉(zhuǎn)換成類對象調(diào)用
// 本質(zhì)：讓類對象發(fā)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(dāng)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

交換方法

交換方法實現(xiàn)的需求場景：自己創(chuàng)建了一個功能性的方法，在項目中多次被引用，當(dāng)項目的需求發(fā)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(xiàn))。

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(xiàn)。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(xiàn)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(diào)用，當(dāng)有分類的時候會調(diào)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(xiàn)，就能調(diào)用imageWithName，間接調(diào)用imageWithName的實現(xiàn)。
    UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"123"];
    }

@end

@implementation UIImage (Image)
// 加載分類到內(nèi)存的時候調(diào)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(dāng)于交換實現(xiàn)方式
method_exchangeImplementations(imageWithName, imageName);
}

// 不能在分類中重寫系統(tǒng)方法imageNamed，因為會把系統(tǒng)的功能給覆蓋掉，而且分類中不能調(diào)用super.

// 既能加載圖片又能打印
+ (instancetype)imageWithName:(NSString *)name
{
// 這里調(diào)用imageWithName，相當(dāng)于調(diào)用imageName

UIImage *image = [self imageWithName:name];

if (image == nil) {
    NSLog(@"加載空的圖片");
}

return image;
}

@end

類\對象的關(guān)聯(lián)對象

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.

// 給系統(tǒng)NSObject類動態(tài)添加屬性name
NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
objc.name = @"小碼哥";
NSLog(@"%@",objc.name);
}

@end

// 定義關(guān)聯(lián)的key

  static const char *key = "name";

@implementation NSObject (Property)

- (NSString *)name
{
// 根據(jù)關(guān)聯(lián)的key，獲取關(guān)聯(lián)的值。
return objc_getAssociatedObject(self, key);
}

- (void)setName:(NSString *)name
{
// 第一個參數(shù)：給哪個對象添加關(guān)聯(lián)
// 第二個參數(shù)：關(guān)聯(lián)的key，通過這個key獲取
// 第三個參數(shù)：關(guān)聯(lián)的value
// 第四個參數(shù):關(guān)聯(lián)的策略
objc_setAssociatedObject(self, key, name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

@end

使用方式二：給對象添加關(guān)聯(lián)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(shù)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(shù)
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(shù)解釋:

第一個參數(shù)id object, 當(dāng)前對象
第二個參數(shù)const void *key, 關(guān)聯(lián)的key，是c字符串
第三個參數(shù)id value, 被關(guān)聯(lián)的對象的值
第四個參數(shù)objc_AssociationPolicy policy關(guān)聯(lián)引用的規(guī)則

動態(tài)添加方法
開發(fā)使用場景：如果一個類方法非常多，加載類到內(nèi)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(tài)給某個類，添加方法解決。

簡單使用:
- (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(xiàn)eat方法，可以通過performSelector調(diào)用，但是會報錯。
// 動態(tài)添加方法就不會報錯
[p performSelector:@selector(eat)];
}

@implementation Person
// void(*)()
// 默認方法都有兩個隱式參數(shù)，
void eat(id self,SEL sel)
{
NSLog(@"%@ %@",self,NSStringFromSelector(sel));
}

// 當(dāng)一個對象調(diào)用未實現(xiàn)的方法，會調(diào)用這個方法處理,并且會把對應(yīng)的方法列表傳過來.
// 剛好可以用來判斷，未實現(xiàn)的方法是不是我們想要動態(tài)添加的方法
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
if (sel == @selector(eat)) {
// 動態(tài)添加eat方法

    // 第一個參數(shù)：給哪個類添加方法
    // 第二個參數(shù)：添加方法的方法編號
    // 第三個參數(shù)：添加方法的函數(shù)實現(xiàn)（函數(shù)地址）
    // 第四個參數(shù)：函數(shù)的類型，(返回值+參數(shù)類型) v:void @:對象->self :表示SEL->_cmd
    class_addMethod(self, @selector(eat), eat, "v@:");
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

字典轉(zhuǎn)模型KVC實現(xiàn)

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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(fā)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(tǒng)方法? 1.想給系統(tǒng)方法添加額外功能 2.不想要系統(tǒng)方法實現(xiàn)
// 系統(tǒng)找不到就會調(diào)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(xiàn)。我們把KVC的原理倒過來，通過遍歷模型的值，從字典中取值。

+ (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict
{
id objc = [[self alloc] init];

// runtime:根據(jù)模型中屬性,去字典中取出對應(yīng)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(shù)
unsigned int count = 0;
// 獲取成員變量數(shù)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(yīng)value
    // key:user  value:NSDictionary
    
    id value = dict[key];
    
    // 二級轉(zhuǎn)換:判斷下value是否是字典,如果是,字典轉(zhuǎn)換層對應(yīng)的模型
    // 并且是自定義對象才需要轉(zhuǎn)換
    if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![ivarType hasPrefix:@"NS"]) {
        // 字典轉(zhuǎn)換成模型 userDict => User模型
        // 轉(zhuǎn)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;
}

總結(jié)

1>OC 是一個全動態(tài)語言，OC 的一切都是基于 Runtime 實現(xiàn)的
平時編寫的OC代碼, 在程序運行過程中, 其實最終都是轉(zhuǎn)成了runtime的C語言代碼, runtime算是OC的幕后工作者
2>runtime是一套比較底層的純C語言API, 屬于1個C語言庫, 包含了很多底層的C語言API
3>runtimeAPI的實現(xiàn)是用 C++ 開發(fā)的(源碼中的實現(xiàn)文件都是mm)，是一套蘋果開源的框架
參考：

http://www.cnblogs.com/Mike-zh/p/4557014.html

http://www.itdecent.cn/users/b09c3959ab3b/latest_articles

(轉(zhuǎn)載)原文地址:http://www.cnblogs.com/jys509/p/5207159.html

最后編輯于 ：
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