OC最實用的runtime總結(jié)，面試、工作你看我就足夠了！

OC最實用的runtime總結(jié)，面試、工作你看我就足夠了！

前言
runtime的資料網(wǎng)上有很多了，部分有些晦澀難懂，我通過自己的學(xué)習(xí)方法總結(jié)一遍，主要講一些常用的方法功能，以實用為主，我覺得用到印象才是最深刻的，并且最后兩個demo也是MJExtension的實現(xiàn)原理，面試的時候也可以多扯點。
另外runtime的知識還有很多，想要了解更多可以看我翻譯的官方文檔（有點枯燥），本文的demo下載地址

什么是runtime？
runtime 是 OC底層的一套C語言的API（引入 <objc/runtime.h> 或<objc/message.h>），編譯器最終都會將OC代碼轉(zhuǎn)化為運行時代碼，通過終端命令編譯.m 文件：clang -rewrite-objc xxx.m可以看到編譯后的xxx.cpp（C++文件）。
比如我們創(chuàng)建了一個對象 [[NSObject alloc]init]，最終被轉(zhuǎn)換為幾萬行代碼，截取最關(guān)鍵的一句可以看到底層是通過runtime創(chuàng)建的對象

.cpp 文件
刪除掉一些強制轉(zhuǎn)換語句，可以看到調(diào)用方法本質(zhì)就是發(fā)消息，[[NSObject alloc]init]語句發(fā)了兩次消息，第一次發(fā)了alloc 消息，第二次發(fā)送init 消息。利用這個功能我們可以探究底層，比如block的實現(xiàn)原理。
需要注意的是，使用objc_msgSend() sel_registerName()方法需要導(dǎo)入頭文件<objc/message.h>

消息機制
另外利用runtime 可以做一些OC不容易實現(xiàn)的功能

動態(tài)交換兩個方法的實現(xiàn)（特別是交換系統(tǒng)自帶的方法）
動態(tài)添加對象的成員變量和成員方法
獲得某個類的所有成員方法、所有成員變量
如何應(yīng)用運行時？
1.將某些OC代碼轉(zhuǎn)為運行時代碼，探究底層，比如block的實現(xiàn)原理（上邊已講到）；
2.攔截系統(tǒng)自帶的方法調(diào)用（Swizzle 黑魔法），比如攔截imageNamed:、viewDidLoad、alloc；
3.實現(xiàn)分類也可以增加屬性；
4.實現(xiàn)NSCoding的自動歸檔和自動解檔；
5.實現(xiàn)字典和模型的自動轉(zhuǎn)換。

下面我通過demo 我一個個來講解
一、交換兩個方法的實現(xiàn)，攔截系統(tǒng)自帶的方法調(diào)用功能
需要用到的方法 <objc/runtime.h>

獲得某個類的類方法
Method class_getClassMethod(Class cls , SEL name)
獲得某個類的實例對象方法
Method class_getInstanceMethod(Class cls , SEL name)
交換兩個方法的實現(xiàn)
void method_exchangeImplementations(Method m1 , Method m2)
案例1：方法簡單的交換
創(chuàng)建一個Person類，類中實現(xiàn)以下兩個類方法，并在.h 文件中聲明

  • (void)run {
    NSLog(@"跑");
    }

  • (void)study {
    NSLog(@"學(xué)習(xí)");
    }
    控制器中調(diào)用，則先打印跑，后打印學(xué)習(xí)

[Person run];
[Person study];
下面通過runtime 實現(xiàn)方法交換，類方法用class_getClassMethod ，對象方法用class_getInstanceMethod

// 獲取兩個類的類方法
Method m1 = class_getClassMethod([Person class], @selector(run));
Method m2 = class_getClassMethod([Person class], @selector(study));
// 開始交換方法實現(xiàn)
method_exchangeImplementations(m1, m2);
// 交換后，先打印學(xué)習(xí)，再打印跑！
[Person run];
[Person study];
案例2：攔截系統(tǒng)方法
需求：比如iOS6 升級 iOS7 后需要版本適配，根據(jù)不同系統(tǒng)使用不同樣式圖片（擬物化和扁平化），如何通過不去手動一個個修改每個UIImage的imageNamed：方法就可以實現(xiàn)為該方法中加入版本判斷語句？
步驟：
1、為UIImage建一個分類（UIImage+Category）
2、在分類中實現(xiàn)一個自定義方法，方法中寫要在系統(tǒng)方法中加入的語句，比如版本判斷

  • (UIImage *)xh_imageNamed:(NSString *)name {
    double version = [[UIDevice currentDevice].systemVersion doubleValue];
    if (version >= 7.0) {
    // 如果系統(tǒng)版本是7.0以上，使用另外一套文件名結(jié)尾是‘_os7’的扁平化圖片
    name = [name stringByAppendingString:@"_os7"];
    }
    return [UIImage xh_imageNamed:name];
    }
    3、分類中重寫UIImage的load方法，實現(xiàn)方法的交換（只要能讓其執(zhí)行一次方法交換語句，load再合適不過了）

  • (void)load {
    // 獲取兩個類的類方法
    Method m1 = class_getClassMethod([UIImage class], @selector(imageNamed:));
    Method m2 = class_getClassMethod([UIImage class], @selector(xh_imageNamed:));
    // 開始交換方法實現(xiàn)
    method_exchangeImplementations(m1, m2);
    }
    注意：自定義方法中最后一定要再調(diào)用一下系統(tǒng)的方法，讓其有加載圖片的功能，但是由于方法交換，系統(tǒng)的方法名已經(jīng)變成了我們自定義的方法名（有點繞，就是用我們的名字能調(diào)用系統(tǒng)的方法，用系統(tǒng)的名字能調(diào)用我們的方法），這就實現(xiàn)了系統(tǒng)方法的攔截！
    利用以上思路，我們還可以給 NSObject 添加分類，統(tǒng)計創(chuàng)建了多少個對象，給控制器添加分類，統(tǒng)計有創(chuàng)建了多少個控制器，特別是公司需求總變的時候，在一些原有控件或模塊上添加一個功能，建議使用該方法！
    二、在分類中設(shè)置屬性，給任何一個對象設(shè)置屬性
    眾所周知，分類中是無法設(shè)置屬性的，如果在分類的聲明中寫@property 只能為其生成get 和 set 方法的聲明，但無法生成成員變量，就是雖然點語法能調(diào)用出來，但程序執(zhí)行后會crash，有人會想到使用全局變量呢？比如這樣：

int _age;

  • (int )age {
    return _age;
    }

  • (void)setAge:(int)age {
    _age = age;
    }
    但是全局變量程序整個執(zhí)行過程中內(nèi)存中只有一份，我們創(chuàng)建多個對象修改其屬性值都會修改同一個變量，這樣就無法保證像屬性一樣每個對象都擁有其自己的屬性值。這時我們就需要借助runtime為分類增加屬性的功能了。

需要用到的方法 <objc/runtime.h>

set方法，將值value 跟對象object 關(guān)聯(lián)起來（將值value 存儲到對象object 中）
參數(shù) object：給哪個對象設(shè)置屬性
參數(shù) key：一個屬性對應(yīng)一個Key，將來可以通過key取出這個存儲的值，key 可以是任何類型：double、int 等，建議用char 可以節(jié)省字節(jié)
參數(shù) value：給屬性設(shè)置的值
參數(shù)policy：存儲策略 （assign 、copy 、 retain就是strong）
void objc_setAssociatedObject(id object , const void *key ,id value ,objc_AssociationPolicy policy)
利用參數(shù)key 將對象object中存儲的對應(yīng)值取出來
id objc_getAssociatedObject(id object , const void *key)
步驟：
1、創(chuàng)建一個分類，比如給任何一個對象都添加一個name屬性，就是NSObject添加分類（NSObject+Category）
2、先在.h 中@property 聲明出get 和 set 方法，方便點語法調(diào)用

@property(nonatomic,copy)NSString *name;
3、在.m 中重寫set 和 get 方法，內(nèi)部利用runtime 給屬性賦值和取值

char nameKey;

  • (void)setName:(NSString *)name {
    // 將某個值跟某個對象關(guān)聯(lián)起來，將某個值存儲到某個對象中
    objc_setAssociatedObject(self, &nameKey, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
    }

  • (NSString *)name {
    return objc_getAssociatedObject(self, &nameKey);
    }
    三、獲得一個類的所有成員變量
    最典型的用法就是一個對象在歸檔和解檔的 encodeWithCoder和initWithCoder:方法中需要該對象所有的屬性進行decodeObjectForKey: 和 encodeObject:，通過runtime我們聲明中無論寫多少個屬性，都不需要再修改實現(xiàn)中的代碼了。

需要用到的方法 <objc/runtime.h>

獲得某個類的所有成員變量（outCount 會返回成員變量的總數(shù)）
參數(shù)：
1、哪個類
2、放一個接收值的地址，用來存放屬性的個數(shù)
3、返回值：存放所有獲取到的屬性，通過下面兩個方法可以調(diào)出名字和類型
Ivar *class_copyIvarList(Class cls , unsigned int *outCount)
獲得成員變量的名字
const char *ivar_getName(Ivar v)
獲得成員變量的類型
const char *ivar_getTypeEndcoding(Ivar v)
案例1：獲取Person類中所有成員變量的名字和類型
unsigned int outCount = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([Person class], &outCount);

// 遍歷所有成員變量
for (int i = 0; i < outCount; i++) {
// 取出i位置對應(yīng)的成員變量
Ivar ivar = ivars[i];
const char *name = ivar_getName(ivar);
const char *type = ivar_getTypeEncoding(ivar);
NSLog(@"成員變量名：%s 成員變量類型：%s",name,type);
}
// 注意釋放內(nèi)存！
free(ivars);
案例2：利用runtime 獲取所有屬性來重寫歸檔解檔方法
// 設(shè)置不需要歸解檔的屬性

  • (NSArray *)ignoredNames {
    return @[@"_aaa",@"_bbb",@"_ccc"];
    }

// 解檔方法

  • (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
    if (self = [super initWithCoder:aDecoder]) {
    // 獲取所有成員變量
    unsigned int outCount = 0;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount);

      for (int i = 0; i < outCount; i++) {
      Ivar ivar = ivars[i];
      // 將每個成員變量名轉(zhuǎn)換為NSString對象類型
      NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];

      // 忽略不需要解檔的屬性
      if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) {
          continue;
      }

      // 根據(jù)變量名解檔取值，無論是什么類型
      id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key];
      // 取出的值再設(shè)置給屬性
      [self setValue:value forKey:key];
      // 這兩步就相當于以前的 self.age = [aDecoder decodeObjectForKey:@"_age"];
  }
  free(ivars);

    }
    return self;
    }

// 歸檔調(diào)用方法

  • (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
    // 獲取所有成員變量
    unsigned int outCount = 0;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount);
    for (int i = 0; i < outCount; i++) {
    Ivar ivar = ivars[i];
    // 將每個成員變量名轉(zhuǎn)換為NSString對象類型
    NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];

      // 忽略不需要歸檔的屬性
  if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) {
      continue;
  }

  // 通過成員變量名，取出成員變量的值
  id value = [self valueForKeyPath:key];
  // 再將值歸檔
  [aCoder encodeObject:value forKey:key];
  // 這兩步就相當于 [aCoder encodeObject:@(self.age) forKey:@"_age"];

    }
    free(ivars);
    }
    依據(jù)上面的原理我們就可以給NSObject做一個分類，讓我們不需要每次都寫這么一長串代碼，只要實現(xiàn)一小段代碼就可以讓一個對象具有歸解檔的能力。

注意，下面的代碼我換了一個方法名（不然會覆蓋系統(tǒng)原來的方法?。?，加了一個忽略屬性方法是否被實現(xiàn)的判斷，并加上了對父類屬性的歸解檔循環(huán)。
NSObject+Extension.h

import <Foundation/Foundation.h>

@interface NSObject (Extension)

  • (NSArray *)ignoredNames;
  • (void)encode:(NSCoder *)aCoder;
  • (void)decode:(NSCoder *)aDecoder;

@end
NSObject+Extension.m

import "NSObject+Extension.h"

import <objc/runtime.h>

@implementation NSObject (Extension)

  • (void)decode:(NSCoder *)aDecoder {
    // 一層層父類往上查找，對父類的屬性執(zhí)行歸解檔方法
    Class c = self.class;
    while (c &&c != [NSObject class]) {

      unsigned int outCount = 0;
  Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount);
  for (int i = 0; i < outCount; i++) {
      Ivar ivar = ivars[i];
      NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];

      // 如果有實現(xiàn)該方法再去調(diào)用
      if ([self respondsToSelector:@selector(ignoredNames)]) {
          if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) continue;
      }

      id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key];
      [self setValue:value forKey:key];
  }
  free(ivars);
  c = [c superclass];

    }

}

  • (void)encode:(NSCoder *)aCoder {
    // 一層層父類往上查找，對父類的屬性執(zhí)行歸解檔方法
    Class c = self.class;
    while (c &&c != [NSObject class]) {

      unsigned int outCount = 0;
  Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount);
  for (int i = 0; i < outCount; i++) {
      Ivar ivar = ivars[i];
      NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];

      // 如果有實現(xiàn)該方法再去調(diào)用
      if ([self respondsToSelector:@selector(ignoredNames)]) {
          if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) continue;
      }

      id value = [self valueForKeyPath:key];
      [aCoder encodeObject:value forKey:key];
  }
  free(ivars);
  c = [c superclass];

    }
    }
    @end
    上面分類使用方法：在需要歸解檔的對象中實現(xiàn)下面方法即可：

// 設(shè)置需要忽略的屬性

  • (NSArray *)ignoredNames {
    return @[@"bone"];
    }

// 在系統(tǒng)方法內(nèi)來調(diào)用我們的方法

  • (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
    if (self = [super init]) {
    [self decode:aDecoder];
    }
    return self;
    }

  • (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
    [self encode:aCoder];
    }
    這樣看來，我們每次又要寫同樣的代碼，我們可以將歸解檔兩個方法封裝為宏，在需要的地方一句宏搞定，如果有不需要歸解檔的屬性就實現(xiàn)ignoredNames 方法，具體可以看我的demo，這個也是MJExtension中那個一句宏就可以解決歸解檔的實現(xiàn)原理。

案例3：利用runtime 獲取所有屬性來進行字典轉(zhuǎn)模型
以往我們都是利用KVC進行字典轉(zhuǎn)模型，但是它還是有一定的局限性，例如：模型屬性和鍵值對對應(yīng)不上會crash（雖然可以重寫setValue:forUndefinedKey:方法防止報錯），模型屬性是一個對象或者數(shù)組時不好處理等問題，所以無論是效率還是功能上，利用runtime進行字典轉(zhuǎn)模型都是比較好的選擇。

字典轉(zhuǎn)模型我們需要考慮三種特殊情況：
1.當字典的key和模型的屬性匹配不上
2.模型中嵌套模型（模型屬性是另外一個模型對象）
3.數(shù)組中裝著模型（模型的屬性是一個數(shù)組，數(shù)組中是一個個模型對象）
根據(jù)上面的三種特殊情況，我們一個個處理，先是字典的key和模型的屬性不對應(yīng)的情況。
不對應(yīng)有兩種，一種是字典的鍵值大于模型屬性數(shù)量，這時候我們不需要任何處理，因為runtime是先遍歷模型所有屬性，再去字典中根據(jù)屬性名找對應(yīng)值進行賦值，多余的鍵值對也當然不會去看了；另外一種是模型屬性數(shù)量大于字典的鍵值對，這時候由于屬性沒有對應(yīng)值會被賦值為nil，就會導(dǎo)致crash，我們只需加一個判斷即可，JSON數(shù)據(jù)和sample如下：

JSON數(shù)據(jù)

  • (void)setDict:(NSDictionary *)dict {

    Class c = self.class;
    while (c &&c != [NSObject class]) {

      unsigned int outCount = 0;
  Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount);
  for (int i = 0; i < outCount; i++) {
      Ivar ivar = ivars[i];
      NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];

      // 成員變量名轉(zhuǎn)為屬性名（去掉下劃線 _ ）
      key = [key substringFromIndex:1];
      // 取出字典的值
      id value = dict[key];

      // 如果模型屬性數(shù)量大于字典鍵值對數(shù)理，模型屬性會被賦值為nil而報錯
      if (value == nil) continue;

      // 將字典中的值設(shè)置到模型上
      [self setValue:value forKeyPath:key];
  }
  free(ivars);
  c = [c superclass];

    }
    }
    第二種情況是模型的屬性是另外一個模型對象

JSON數(shù)據(jù)
這時候我們就需要利用runtime的ivar_getTypeEncoding 方法獲取模型對象類型，對該模型對象類型再進行字典轉(zhuǎn)模型，也就是進行遞歸，需要注意的是我們要排除系統(tǒng)的對象類型，例如NSString，下面的方法中我添加了一個類方法方便遞歸。

打印可以看到各屬性類型

import "NSObject+JSONExtension.h"

import <objc/runtime.h>

@implementation NSObject (JSONExtension)

  • (void)setDict:(NSDictionary *)dict {

    Class c = self.class;
    while (c &&c != [NSObject class]) {

      unsigned int outCount = 0;
  Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount);
  for (int i = 0; i < outCount; i++) {
      Ivar ivar = ivars[i];
      NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];

      // 成員變量名轉(zhuǎn)為屬性名（去掉下劃線 _ ）
      key = [key substringFromIndex:1];
      // 取出字典的值
      id value = dict[key];

      // 如果模型屬性數(shù)量大于字典鍵值對數(shù)理，模型屬性會被賦值為nil而報錯
      if (value == nil) continue;

      // 獲得成員變量的類型
      NSString *type = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];

      // 如果屬性是對象類型
      NSRange range = [type rangeOfString:@"@"];
      if (range.location != NSNotFound) {
          // 那么截取對象的名字（比如@"Dog"，截取為Dog）
          type = [type substringWithRange:NSMakeRange(2, type.length - 3)];
          // 排除系統(tǒng)的對象類型
          if (![type hasPrefix:@"NS"]) {
              // 將對象名轉(zhuǎn)換為對象的類型，將新的對象字典轉(zhuǎn)模型（遞歸）
              Class class = NSClassFromString(type);
              value = [class objectWithDict:value];
          }
      }

      // 將字典中的值設(shè)置到模型上
      [self setValue:value forKeyPath:key];
  }
  free(ivars);
  c = [c superclass];

    }
    }

  • (instancetype )objectWithDict:(NSDictionary *)dict {
    NSObject *obj = [[self alloc]init];
    [obj setDict:dict];
    return obj;
    }
    第三種情況是模型的屬性是一個數(shù)組，數(shù)組中是一個個模型對象，例如下面的數(shù)據(jù)我就可以通過books[0].name獲取到C語言程序設(shè)計

JSON數(shù)據(jù)
我們既然能獲取到屬性類型，那就可以攔截到模型的那個數(shù)組屬性，進而對數(shù)組中每個模型遍歷并字典轉(zhuǎn)模型，但是我們不知道數(shù)組中的模型都是什么類型，我們可以聲明一個方法，該方法目的不是讓其調(diào)用，而是讓其實現(xiàn)并返回模型的類型。
這塊語言可能解釋不太清楚，可以參考我的demo，直接運行即可。

NSObject+JSONExtension.h
// 返回數(shù)組中都是什么類型的模型對象

  • (NSString *)arrayObjectClass ;
    NSObject+JSONExtension.m

import "NSObject+JSONExtension.h"

import <objc/runtime.h>

@implementation NSObject (JSONExtension)

  • (void)setDict:(NSDictionary *)dict {

    Class c = self.class;
    while (c &&c != [NSObject class]) {

      unsigned int outCount = 0;
  Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount);
  for (int i = 0; i < outCount; i++) {
      Ivar ivar = ivars[i];
      NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];

      // 成員變量名轉(zhuǎn)為屬性名（去掉下劃線 _ ）
      key = [key substringFromIndex:1];
      // 取出字典的值
      id value = dict[key];

      // 如果模型屬性數(shù)量大于字典鍵值對數(shù)理，模型屬性會被賦值為nil而報錯
      if (value == nil) continue;

      // 獲得成員變量的類型
      NSString *type = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];

      // 如果屬性是對象類型
      NSRange range = [type rangeOfString:@"@"];
      if (range.location != NSNotFound) {
          // 那么截取對象的名字（比如@"Dog"，截取為Dog）
          type = [type substringWithRange:NSMakeRange(2, type.length - 3)];
          // 排除系統(tǒng)的對象類型
          if (![type hasPrefix:@"NS"]) {
              // 將對象名轉(zhuǎn)換為對象的類型，將新的對象字典轉(zhuǎn)模型（遞歸）
              Class class = NSClassFromString(type);
              value = [class objectWithDict:value];

          }else if ([type isEqualToString:@"NSArray"]) {

              // 如果是數(shù)組類型，將數(shù)組中的每個模型進行字典轉(zhuǎn)模型，先創(chuàng)建一個臨時數(shù)組存放模型
              NSArray *array = (NSArray *)value;
              NSMutableArray *mArray = [NSMutableArray array];

              // 獲取到每個模型的類型
              id class ;
              if ([self respondsToSelector:@selector(arrayObjectClass)]) {

                  NSString *classStr = [self arrayObjectClass];
                  class = NSClassFromString(classStr);
              }
              // 將數(shù)組中的所有模型進行字典轉(zhuǎn)模型
              for (int i = 0; i < array.count; i++) {
                  [mArray addObject:[class objectWithDict:value[i]]];
              }

              value = mArray;
          }
      }

      // 將字典中的值設(shè)置到模型上
      [self setValue:value forKeyPath:key];
  }
  free(ivars);
  c = [c superclass];

    }
    }

  • (instancetype )objectWithDict:(NSDictionary *)dict {
    NSObject *obj = [[self alloc]init];
    [obj setDict:dict];
    return obj;
    }

@end

最后編輯于 ：
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成，瀏覽時請結(jié)合常識與多方信息審慎甄別。
平臺聲明：文章內(nèi)容（如有圖片或視頻亦包括在內(nèi)）由作者上傳并發(fā)布，文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點，簡書系信息發(fā)布平臺，僅提供信息存儲服務(wù)。

相關(guān)閱讀更多精彩內(nèi)容

友情鏈接更多精彩內(nèi)容