iOS开发之Objective-c的Runtime理解指南

目录

• 一、Runtime
• 1、概念：
• 2、特性：编写的代码具备有运行时、动态特性，从而衍生出 以下4、5
• 3、原理：Runtimer在Object-c的使用 程序在三个不同的层次上与运行时系统交互：
• 4、作用：
• 5、典型事例：
• 6、Objc-msgSend所做的事情
• 7、消息传递的关键要素
• 8、Msg_sender机制：先查询本类是否又该方法的实现--->如果没有逐级找父类,还有一个快速映射表（提高性能）---> 匹配方法 ---> 设置一个执行者---> 消息转发 ---> 没有实现方法
• resolveInstanceMethod
• forwardingTargetForSelector
• methodSignatureForSelector
• forwardInvocation
• 二、运行时常用的API：
• objc_*
• class_*
• objcet_*
• method_*
• property_*
• protocol_*
• ivar_*
• sel_*
• imp_*

一、Runtime

1、概念：

概念：Runtime是Objective-c语言动态的核心，即运行时。在面向对象的基础上增加了动态运行，达到很多在编译时确定方法推迟到了运行时，从而达到动态修改、确定、交换。。。属性及方法

作用： 这给程序员写代码带来很大的灵活性，比如说你可以把消息转发给你想要的对象，或者随意交换一个方法的实现之类的！多态 kvo kvc 获得属性方法 添加属性方法

核心： 另外 Runtime进行消息解析和转发，动态调用过程！

只有在真正运行的时候才会根据函数的名称找 到对应的函数来调用。

2、特性：编写的代码具备有运行时、动态特性，从而衍生出 以下4、5

3、原理：Runtimer在Object-c的使用 程序在三个不同的层次上与运行时系统交互：

（1）通过Object-c源代码进行交互

（2）通过NSObject类中定义的方法交互

（3）通过直接调用运行时函数

4、作用：

（1）在程序运行过程中，动态的创建类，动态添加、修改这个类的属性的方法

（2）遍历一个类中的所有成员变量、属性、以及所有方法

（3）消息传递、转发

5、典型事例：

（1）给系统分类添加属性、方法

（2）方法交换

（3）获取对象的属性、私有属性

（4）字典转换模型

（5）KVO、KVC

（6）（NSClassFromString class）字符串

（7）block

（8）类的自我检测

6、Objc-msgSend所做的事情

（1）找到方法的实现，由于通过单独的类以不同方式创建相同的方法，因此这个方法的实现的确定取决于接收消息的类的对象，也既是说多个实例类对戏那个可以创建同样的方法，每个实例对象中该方法都是独立存在的

（2）调用该方法实现，将接收消息类指针，以及该方法的参数传递给这个类

（3）最后将过程的返回值作为自己的返回值传递

7、消息传递的关键要素

（1）指向superclass指针

（2）会有一个SEL跟方法实现的

8、Msg_sender机制：先查询本类是否又该方法的实现--->如果没有逐级找父类,还有一个快速映射表（提高性能）---> 匹配方法 ---> 设置一个执行者---> 消息转发 ---> 没有实现方法

1. re solveInstanceMethod  决策实力，动态方法解析
2. forwardingTargetForSelector 转寄Target ，设置一个执行者 备用接收者
3. MethodSignatureForSelector 方法签名，
4. forwardInvocation 转寄求助，消息重定向
5. doesNotRecognizeSelector 没有找到方法 崩溃

先调用resolveInstanceMethod，如果在这里使用runtime动态添加对应的方法，并且返回YES，消息就找到了响应的对象，并将这个新增的方法添加到类的方法缓存列表 如果上面的方法返回NO的话，对象会调用forwardingTargetForSelector方法，以实现消息的转发，让其他对象来处理这个消息。 如果以上两个方法都没有做处理，那么对象会执行最后一个方法methodSignatureForSelector，提供一个有效的方法签名。若提供了有效的方法签名，程序会通过forwardInvocation方法执行签名。若没有提供方法签名，触发doesNotRecognizeSelector方法，触发崩溃。

resolveInstanceMethod

resolveInstanceMethod是Objective-C语言中一种动态方法解析的接口，是得我们可以在运行时动态的为一个selector提供实现。我们只需要实现 +resolveInstanceMethod和+resolveClassMethod方法，并在其中为指定的selector提供实现即可（通过调用运行时函数class_addMethod来添加）。这两个方法都是NSObject中的类方法，其原型为：

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)name;
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)name;

参数那么是需要被动态解析的selector；如果在该函数中为指定的selector提供实现，无论返回YES还是NO，编译运行都是正确的。如果在该函数内并没有真正的为selector提供实现，如果返回YES，运行会crash。其原理很简单，因为当前类既没有为selector提供实现，又没有实现消息转发，自然会crash。

forwardingTargetForSelector

forwardingTargetForSelector是Objective-C语言中消息快速重定向的函数。开发者可以在派生类中对其进行重载，从而将无法处理的selector转发给另一个对象。

methodSignatureForSelector

methodSigntureForSelector的作用在在于为另一个类实现的消息创建一个有效的方法签名。如果没有实现有效的方法签名，程序就会崩溃

forwardInvocation

在返回有效的方法签名的情况下，当前对象则会调用forwardInvocation方法，以完成消息的最终传递。

1、动态解析的一个例子

2、备用接受者

3.重签名

二、运行时常用的API：

objc_*

objc_系列函数关注于宏观使用,如类与协议的空间分配,注册,注销等操作

// 1.objc_xxx 系列函数
// 函数名称     函数作用
objc_getClass     获取Class对象
objc_getMetaClass     获取MetaClass对象
objc_allocateClassPair     分配空间,创建类(仅在 创建之后,注册之前 能够添加成员变量)
objc_registerClassPair     注册一个类(注册后方可使用该类创建对象)
objc_disposeClassPair     注销某个类
objc_allocateProtocol     开辟空间创建协议
objc_registerProtocol     注册一个协议
objc_constructInstance     构造一个实例对象(ARC下无效)
objc_destructInstance     析构一个实例对象(ARC下无效)
objc_setAssociatedObject     为实例对象关联对象
objc_getAssociatedObje*ct     获取实例对象的关联对象
objc_removeAssociatedObjects     清空实例对象的所有关联对象

class_*

class_系列函数关注于类的内部,如实例变量,属性,方法,协议等相关问题

// 2.class_xxx 系列函数
函数名称     函数作用
class_addIvar     为类添加实例变量
class_addProperty     为类添加属性
class_addMethod     为类添加方法
class_addProtocol     为类遵循协议
class_replaceMethod     替换类某方法的实现
class_getName     获取类名
class_isMetaClass     判断是否为元类
objc_getProtocol     获取某个协议
objc_copyProtocolList     拷贝在运行时中注册过的协议列表
class_getSuperclass     获取某类的父类
class_setSuperclass     设置某类的父类
class_getProperty     获取某类的属性
class_getInstanceVariable     获取实例变量
class_getClassVariable     获取类变量
class_getInstanceMethod     获取实例方法
class_getClassMethod     获取类方法
class_getMethodImplementation     获取方法的实现
class_getInstanceSize     获取类的实例的大小
class_respondsToSelector     判断类是否实现某方法
class_conformsToProtocol     判断类是否遵循某协议
class_createInstance     创建类的实例
class_copyIvarList     拷贝类的实例变量列表
class_copyMethodList     拷贝类的方法列表
class_copyProtocolList     拷贝类遵循的协议列表
class_copyPropertyList     拷贝类的属性列表

objcet_*

objcet_系列函数关注于对象的角度,如实例变量

// 3.object_xxx 系列函数
函数名称     函数作用
object_copy     对象copy(ARC无效)
object_dispose     对象释放(ARC无效)
object_getClassName     获取对象的类名
object_getClass     获取对象的Class
object_setClass     设置对象的Class
object_getIvar     获取对象中实例变量的值
object_setIvar     设置对象中实例变量的值
object_getInstanceVariable     获取对象中实例变量的值 (ARC中无效,使用object_getIvar)
object_setInstanceVariable     设置对象中实例变量的值 (ARC中无效,使用object_setIvar)

method_*

method_系列函数关注于方法内部,如果方法的参数及返回值类型和方法的实现

// 4.method_xxx 系列函数
函数名称     函数作用
method_getName     获取方法名
method_getImplementation     获取方法的实现
method_getTypeEncoding     获取方法的类型编码
method_getNumberOfArguments     获取方法的参数个数
method_copyReturnType     拷贝方法的返回类型
method_getReturnType     获取方法的返回类型
method_copyArgumentType     拷贝方法的参数类型
method_getArgumentType     获取方法的参数类型
method_getDescription     获取方法的描述
method_setImplementation     设置方法的实现
method_exchangeImplementations     替换方法的实现

property_*

property_系类函数关注与属性*内部,如属性的特性等

// 5.property_xxx 系列函数
函数名称     函数作用
property_getName     获取属性名
property_getAttributes     获取属性的特性列表
property_copyAttributeList     拷贝属性的特性列表
property_copyAttributeValue     拷贝属性中某特性的值

protocol_*

// 6.protocol_xxx 系列函数
函数名称     函数作用
protocol_conformsToProtocol     判断一个协议是否遵循另一个协议
protocol_isEqual     判断两个协议是否一致
protocol_getName     获取协议名称
protocol_copyPropertyList     拷贝协议的属性列表
protocol_copyProtocolList     拷贝某协议所遵循的协议列表
protocol_copyMethodDescriptionList     拷贝协议的方法列表
protocol_addProtocol     为一个协议遵循另一协议
protocol_addProperty     为协议添加属性
protocol_getProperty     获取协议中的某个属性
protocol_addMethodDescription     为协议添加方法描述
protocol_getMethodDescription     获取协议中某方法的描述

ivar_*

// 7.ivar_xxx 系列函数
函数名称     函数作用
ivar_getName     获取Ivar名称
ivar_getTypeEncoding     获取类型编码
ivar_getOffset     获取偏移量

sel_*

// 8.sel_xxx 系列函数
函数名称     函数作用
sel_getName     获取名称
sel_getUid     注册方法
sel_registerName     注册方法
sel_isEqual     判断方法是否相等

imp_*

// 9.imp_xxx 系列函数
函数名称     函数作用
imp_implementationWithBlock     通过代码块创建IMP
imp_getBlock     获取函数指针中的代码块
imp_removeBlock     移除IMP中的代码块

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