1.Runtime的概念

 RunTime簡稱運(yùn)行時。就是系統(tǒng)在運(yùn)行的時候的一些機(jī)制，其中最主要的是消息機(jī)制。
  1.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)（ C語言的函數(shù)調(diào)用請看這里 ）。編譯完成之后直接順序執(zhí)行，無任何二義性。
  2.OC的函數(shù)調(diào)用成為消息發(fā)送。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)（事實(shí)證明，在編 譯階段，OC可以調(diào)用任何函數(shù)，即使這個函數(shù)并未實(shí)現(xiàn)，只要申明過就不會報錯。而C語言在編譯階段就會報錯）。
只有在真正運(yùn)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.

2.Runtime中實(shí)現(xiàn)消息設(shè)置的前提

蘋果在5.0之后就屏蔽了Runtime底層的寫法，要寫的話就要先設(shè)置項(xiàng)目中的環(huán)境,
在setting->msg-將yes設(shè)置成NO
然后就可以在項(xiàng)目中就可以使用Runtime的底層語法。

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(shí)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;
typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
  Class isa; // 指向metaclass   
  Class super_class ; // 指向其父類
  const char *name ; // 類名
  long version ; // 類的版本信息，初始化默認(rèn)為0，可以通過runtime函數(shù)class_setVersion和class_getVersion進(jìn)行修改、讀取
  long info; // 一些標(biāo)識信息,如CLS_CLASS (0x1L) 表示該類為普通 class ，其中包含對象方法和成員變量;CLS_META (0x2L) 表示該類為 metaclass，其中包含類方法;
  long instance_size ; // 該類的實(shí)例變量大小(包括從父類繼承下來的實(shí)例變量);
  struct objc_ivar_list *ivars; // 用于存儲每個成員變量的地址
  struct objc_method_list **methodLists ; // 與 info 的一些標(biāo)志位有關(guān),如CLS_CLASS (0x1L),則存儲對象方法，如CLS_META (0x2L)，則存儲類方法;
  struct objc_cache *cache; // 指向最近使用的方法的指針，用于提升效率；
  struct objc_protocol_list *protocols; // 存儲該類遵守的協(xié)議
    }

4.函數(shù)的定義

對對象進(jìn)行操作的方法一般以object_開頭
對類進(jìn)行操作的方法一般以class_開頭
對類或?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行操作的方法一般以method_開頭
對成員變量進(jìn)行操作的方法一般以ivar_開頭
對屬性進(jìn)行操作的方法一般以property_開頭開頭
對協(xié)議進(jìn)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。

5.Runtime的應(yīng)用

1.發(fā)送消息

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

2.交換方法

交換方法實(shí)現(xiàn)的需求場景：自己創(chuàng)建了一個功能性的方法，在項(xiàng)目中多次被引用，當(dāng)項(xiàng)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(xiàng)目(也就是不改變原來方法的實(shí)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(shí)現(xiàn)。這樣，在不改變項(xiàng)目的代碼，而只是增加了新的代碼 的情況下，就完成了項(xiàng)目的改進(jìn)。

交換兩個方法的實(shí)現(xiàn)一般寫在類的load方法里面，因?yàn)閘oad方法會在程序運(yùn)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(shí)現(xiàn)，就能調(diào)用imageWithName，間接調(diào)用imageWithName的實(shí)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(shí)現(xiàn)方式
    method_exchangeImplementations(imageWithName, imageName);
}

// 不能在分類中重寫系統(tǒng)方法imageNamed，因?yàn)闀严到y(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

3. 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(fèi)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。

經(jīng)典面試題：有沒有使用performSelector，其實(shí)主要想問你有沒有動態(tài)添加過方法。


@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(rèn)person，沒有實(shí)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)];
}

@end


@implementation Person
// void(*)()
// 默認(rèn)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(shí)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(shí)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(shí)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];
}
@end

4.字典轉(zhuǎn)模型KVC實(shí)現(xiàn)

// 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(shí)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(jìn)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(shí)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(shí)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。

/ 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(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;
}
  

面試題

說說什么是runtime:

1>OC 是一個全動態(tài)語言，OC 的一切都是基于 Runtime 實(shí)現(xiàn)的
平時編寫的OC代碼, 在程序運(yùn)行過程中, 其實(shí)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
比如:

OC :
[[Person alloc] init]
runtime :
objc_msgSend(objc_msgSend("Person" , "alloc"), "init")

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(shí)現(xiàn)是用 C++ 開發(fā)的(源碼中的實(shí)現(xiàn)文件都是mm)，是一套蘋果開源的框架

使用過runtime嗎，用它來做什么 (上面的介紹)

runtime的方法調(diào)用流程？

怎么去調(diào)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(yīng)的類中查找

    2.注冊方法編號

    3.根據(jù)方法編號去查找對應(yīng)方法

    4.找到只是最終函數(shù)實(shí)現(xiàn)地址,根據(jù)地址去方法區(qū)調(diào)用對應(yīng)函數(shù)