1. Runtimes概念
OC 是一門動態(tài)語言,他不僅需要編譯器,還需要運行時系統(tǒng)進行代碼編譯.Runtimes 就執(zhí)行了這個運行時系統(tǒng)代碼編譯工作.
Runtime就是運行時，是Apple用C和匯編語言編寫的一套C語言的API，它正是 Objective-C這門動態(tài)語言的核心。計算機唯一能識別的語言是機器語言，高級編程語言需要先編譯為匯編語言，再由匯編語言編譯為機器語言才能被計算機識別。而 Objective-C語言不能被直接編譯為匯編語言，它必須先編譯為C語言，然后再編譯為匯編語言。而Runtime正是編譯器將我們寫的 Objective-C代碼編譯為C語言時用到的核心庫。
C語言，靜態(tài)語言,在編譯階段就要決定調用哪些函數(shù)屬性，如果函數(shù)未實現(xiàn)就會編譯報錯。
OC語言，動態(tài)語言,在編譯階段并不能決定真正調用哪些函數(shù)，只要函數(shù)聲明過即使沒有實現(xiàn)也不會報錯。
2. 消息機制的基本原理
OC 中 方法調用都是類似 [receiver selector]; 的形式，其本質就是讓對象在運行時發(fā)送消息的過程。
[receiver selector]; 在編譯階段與運行階段分別作了什么
編譯階段：[receiver selector]; 方法被編譯器轉換為:
objc_msgSend(receiver，selector) （不帶參數(shù)）
objc_msgSend(recevier，selector，org1，org2，…)（帶參數(shù)）
運行時階段：消息接受者 recevier 尋找對應的 selector。
通過 recevier 的 isa 指針 找到 recevier 的 Class（類）；
在 Class（類） 的 cache（方法緩存） 的散列表中尋找對應的 IMP（方法實現(xiàn)）；
如果在 cache（方法緩存） 中沒有找到對應的 IMP（方法實現(xiàn)） 的話，就繼續(xù)在 Class（類） 的 method list（方法列表） 中找對應的 selector，如果找到，填充到 cache（方法緩存） 中，并返回 selector；
如果在 Class（類） 中沒有找到這個 selector，就繼續(xù)在它的 superClass（父類）中尋找；
一旦找到對應的 selector，直接執(zhí)行 recevier 對應 selector 方法實現(xiàn)的 IMP（方法實現(xiàn)）。
若找不到對應的 selector，消息被轉發(fā)或者臨時向 recevier 添加這個 selector 對應的實現(xiàn)方法，否則就會發(fā)生崩潰。
在上述過程中涉及了好幾個新的概念：objc_msgSend、isa 指針、Class（類）、IMP（方法實現(xiàn)） 等，下面我們來具體講解一下各個概念的含義。
3. Runtime 用來做什么
3.1 基本作用
1.工程基本功能調用
2.在程序運行過程中，動態(tài)的創(chuàng)建類，動態(tài)添加、修改這個類的屬性和方法；
3.遍歷一個類中所有的成員變量、屬性、以及所有方法
4.消息傳遞、轉發(fā)
3.1 項目中的典型用法
1.給系統(tǒng)分類添加屬性、方法 objc_setAssociatedObject()
2.方法交換 (Method Swizzling)
3.獲取對象的屬性、私有屬性
4.字典轉換模型 yymodel
5.KVC、KVO
6.歸檔(編碼、解碼)
7.NSClassFromString class<->字符串
8.消息轉發(fā)
4. Runtime 相關概念
1.isa Class對象，指向objc_class結構體的指針，也就是這個Class的MetaClass(元類)
- 類的實例對象的 isa 指向該類;該類的 isa 指向該類的 MetaClass
- MetaCalss的isa對象指向RootMetaCalss
- 如果MetaClass是RootMetaCalss，那么該MetaClass的isa指針指向它自己
1.super_class Class對象指向父類對象 - 如果該類的對象已經是RootClass，那么這個super_class指向nil
- MetaCalss的SuperClass指向父類的MetaCalss
- MetaCalss是RootMetaCalss，那么該MetaClass的SuperClass指向該對象的RootClass
經典示意圖
ivars 類中所有屬性的列表，使用場景：我們在字典轉換成模型的時候需要用到這個列表找到屬性的名稱，去取字典中的值，KVC賦值，或者直接Runtime賦值
methodLists 類中所有的方法的列表，類中所有方法的列表，使用場景：如在程序中寫好方法，通過外部獲取到方法名稱字符串，然后通過這個字符串得到方法，從而達到外部控制App已知方法。
cache 主要用于緩存常用方法列表，每個類中有很多方法，我平時不用的方法也會在里面，每次運行一個方法，都要去methodLists遍歷得到方法，如果類的方法不多還行，但是基本的類中都會有很多方法，這樣勢必會影響程序的運行效率，所以cache在這里就會被用上，當我們使用這個類的方法時先判斷cache是否為空，為空從methodLists找到調用，并保存到cache，不為空先從cache中找方法，如果找不到在去methodLists，這樣提高了程序方法的運行效率
protocols 故名思義，這個類中都遵守了哪些協(xié)議，使用場景：判斷類是否遵守了某個協(xié)議上
5.Runtime消息機制
- 消息發(fā)送
- 找到方法 -->調用方法 -->方法回調
- 首先消息發(fā)動給對象,遍歷對象結構體的methodLists,找到對象響應的方法實現(xiàn),如果沒有就向上查找其父類的方法列表,一單找到就會調用方法,將接受對象的指針傳給他
- cache 在進行列表查詢時總是很消耗時間的,所以添加了方法cache的概念 將剛剛使用的方法,常用的方法加入cache中,提高方法尋找速度.
6.Runtime消息轉發(fā)
在使用過程中當5中的方法不能再方法列表中找到的時候,就會報錯,拋出異常,
提示找不到方法實現(xiàn)
解決方案
1.實現(xiàn)方法,需要寫代碼主動實現(xiàn)代碼
2.runtime轉發(fā),找不到方法來實現(xiàn),那我們就換發(fā)方法來實現(xiàn)吧
方法找不到實現(xiàn)方法時會調用該函數(shù),
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel 實例方法解析
+(BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel 類方法解析消息轉發(fā)第一次方法解析中沒有處理方法將會調用
-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
將未知SEL作為參數(shù)傳入，尋找另外對象處理，如果可以處理，返回該對象當我們在前面兩個步驟都沒有處理該未知SEL時，就會到第三個步驟
-(void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector如果第三步也沒能實現(xiàn)
(void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector
調用崩潰-
流程圖
image.png
7.Runtime消息機制使用
1.分類添加屬性
核心代碼 手動實現(xiàn)get 與set方法
- (void)setName:(NSString *)name {
objc_setAssociatedObject(self, &nameKey, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
} - (NSString *)name {
return objc_getAssociatedObject(self, &nameKey);
}
2.Method Swizzling 方法交換
這是runtime的靈魂所在 , B哥一點 這可以當做簡單的代碼HOOK
甲方
BOOL class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)
減方法
class_replaceMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name, IMP _Nonnull imp,
const char * _Nullable types)
方法交換
method_exchangeImplementations(Method _Nonnull m1, Method _Nonnull m2)
原有被交換方法
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSelector);
要交換的分類新方法
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzledSelector);
class_replaceMethod(class,swizzledSelector,method_getImplementation(originalMethod),method_getTypeEncoding(originalMethod));
