一、Objective-C Runtime到底是什么東西？
簡而言之，Objective-C Runtime是一個將C語言轉(zhuǎn)化為面向?qū)ο笳Z言的擴展。
我們將C++和Objective進(jìn)行對比，雖然C++和Objective-C都是在C的基礎(chǔ)上加入面向?qū)ο蟮奶匦詳U充而成的程序設(shè)計語言，但二者實現(xiàn)的機制差異很大。C++是基于靜態(tài)類型，而Objective-C是基于動態(tài)運行時類型。也就是說用C++編寫的程序編譯時就直接編譯成了可令機器讀懂的機器語言；用Objective-C編寫的程序不能直接編譯成可令機器讀懂的機器語言，而是在程序運行的時候，通過Runtime把程序轉(zhuǎn)為可令機器讀懂的機器語言。也就是說用C++編寫的程序通過編譯器直接把函數(shù)地址硬編碼進(jìn)入可執(zhí)行文件；而Objective-C無法通過編譯器直接把函數(shù)地址硬編碼進(jìn)入可執(zhí)行文件，而是在程序運行的時候，利用Runtime根據(jù)條件判斷作出決定。函數(shù)標(biāo)識與函數(shù)過程的真正內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)可以動態(tài)修改。Runtime是Objective不可缺少的重要一部分。
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二、Objective-C的元素認(rèn)知
2.1 id和Class
打開/Public Headers/objc.h文件可以看到如下定義：
#if!OBJC_TYPES_DEFINED/// An opaque type that represents an Objective-C class.typedefstructobjc_class*Class;/// Represents an instance of a class.structobjc_object{Class isa? OBJC_ISA_AVAILABILITY;};/// A pointer to an instance of a class.typedefstructobjc_object*id;#endif
Class是一個指向objc_class結(jié)構(gòu)體的指針，而id是一個指向objc_object結(jié)構(gòu)體的指針，其中的isa是一個指向objc_class結(jié)構(gòu)體的指針。其中的id就是我們所說的對象，Class就是我們所說的類。
打開/Public Headers/runtime.h文件
objc_class的定義如下：
typedef struct objc_class *Class;
structobjc_class{
Class isa? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC_ISA_AVAILABILITY;// metaclass
#if!__OBJC2__
Class super_class? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 父類
constchar*name? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 類名
long version? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 類的版本信息，默認(rèn)為0，可以通過runtime函數(shù)class_setVersion或者class_getVersion進(jìn)行修改、讀取
long info? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 類信息，供運行時期使用的一些位標(biāo)識，如CLS_CLASS (0x1L) 表示該類為普通 class，其中包含實例方法和變量;CLS_META (0x2L) 表示該類為 metaclass，其中包含類方法;
long instance_size? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 該類的實例變量大?。ò◤母割惱^承下來的實例變量）
struct objc_ivar_list*ivars? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 該類的成員變量地址列表
struct objc_method_list**methodLists? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 方法地址列表，與 info 的一些標(biāo)志位有關(guān)，如CLS_CLASS (0x1L)，則存儲實例方法，如CLS_META (0x2L)，則存儲類方法;
struct objc_cache*cache? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 緩存最近使用的方法地址，用于提升效率；
struct objc_protocol_list*protocols? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 存儲該類聲明遵守的協(xié)議的列表
#endif
}
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */
由以上代碼可見，類與對象的區(qū)別就是類比對象多了很多特征成員，?類也可以當(dāng)做一個objc_object來對待，也就是說類和對象都是對象，分別稱作類對象（class object）和實例對象（instance object），這樣我們就可以區(qū)別對象和類了。
isa：objc_object（實例對象）中isa指針指向的類結(jié)構(gòu)稱為class（也就是該對象所屬的類）其中存放著普通成員變量與動態(tài)方法（“-”開頭的方法）；此處isa指針指向的類結(jié)構(gòu)稱為metaclass，其中存放著static類型的成員變量與static類型的方法（“+”開頭的方法）。
super_class： 指向該類的父類的指針，如果該類是根類（如NSObject或NSProxy），那么super_class就為nil。
類與對象的繼承層次關(guān)系如圖（圖片源自網(wǎng)絡(luò)）：
所有的metaclass中isa指針都是指向根metaclass，而根metaclass則指向自身。根metaclass是通過繼承根類產(chǎn)生的，與根class結(jié)構(gòu)體成員一致，不同的是根metaclass的isa指針指向自身。
2.2 SEL
SEL是selector在Objective-C中的表示類型。selector可以理解為區(qū)別方法的ID。
typedef struct objc_selector *SEL;
objc_selector的定義如下：
struct objc_selector{
char*name;OBJC2_UNAVAILABLE;// 名稱
char*types;OBJC2_UNAVAILABLE;// 類型
};
name和types都是char類型。
2.3 IMP
終于到IMP了，它在objc.h中得定義如下：
typedef id(*IMP)(id,SEL,...);
IMP是“implementation”的縮寫，它是由編譯器生成的一個函數(shù)指針。當(dāng)你發(fā)起一個消息后（下文介紹），這個函數(shù)指針決定了最終執(zhí)行哪段代碼。
2.4 Method
Method代表類中的某個方法的類型。
typedef struct objc_method *Method;
objc_method的定義如下：
struct objc_method{
SEL method_name? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 方法名
char*method_types? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 方法類型
IMP method_imp? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 方法實現(xiàn)
}
方法名method_name類型為SEL，上文提到過。
方法類型method_types是一個char指針，存儲著方法的參數(shù)類型和返回值類型。
方法實現(xiàn)method_imp的類型為IMP，上文提到過。
2.5 Ivar
Ivar代表類中實例變量的類型
typedef struct objc_ivar *Ivar;
objc_ivar的定義如下：
struct objc_ivar{
char*ivar_name? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 變量名
char*ivar_type? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 變量類型
intivar_offset? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// ?基地址偏移字節(jié)
#ifdef __LP64__
? ?intspace? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 占用空間
#endif
}
2.6 objc_property_t
objc_property_t是屬性，它的定義如下：
typedef struct objc_property *objc_property_t;
objc_property是內(nèi)置的類型，與之關(guān)聯(lián)的還有一個objc_property_attribute_t，它是屬性的attribute，也就是其實是對屬性的詳細(xì)描述，包括屬性名稱、屬性編碼類型、原子類型/非原子類型等。它的定義如下：
typedef struct{
constchar*name;// 名稱
constchar*value;// 值（通常是空的）
}objc_property_attribute_t;
2.7 Cache
Catch的定義如下：
typedef struct objc_cache *Cache
objc_cache的定義如下：
struct objc_cache{
unsigned int mask? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
unsigned int occupied ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
Method buckets[1] ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
};
mask: 指定分配cache buckets的總數(shù)。在方法查找中，Runtime使用這個字段確定數(shù)組的索引位置。
occupied: 實際占用cache buckets的總數(shù)。
buckets: 指定Method數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指針的數(shù)組。這個數(shù)組可能包含不超過mask+1個元素。需要注意的是，指針可能是NULL，表示這個緩存bucket沒有被占用，另外被占用的bucket可能是不連續(xù)的。這個數(shù)組可能會隨著時間而增長。
objc_msgSend（下文講解）每調(diào)用一次方法后，就會把該方法緩存到cache列表中，下次的時候，就直接優(yōu)先從cache列表中尋找，如果cache沒有，才從methodLists中查找方法。
2.8 Catagory
這個就是我們平時所說的類別了，很熟悉吧。它可以動態(tài)的為已存在的類添加新的方法。
它的定義如下：
typedef struct objc_category *Category;
objc_category的定義如下：
struct objc_category{
char*category_name? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 類別名稱char*class_name? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 類名
struct objc_method_list*instance_methods? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 實例方法列表
struct objc_method_list*class_methods? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 類方法列表struct objc_protocol_list*protocols? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;// 協(xié)議列表
}
因為是入門，以上就列舉這些吧！
