关于OC的runtime消息机制

一.runtime简介

runtime简称运行时，OC就是运行时机制，其中最主要的就是消息机制。
对于C语言，函数的调用在编译的时候就会决定调用哪个函数，而对于OC的函数，属于动态调用过程。即在编译时并不能决定真正调用哪个函数，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。

事实证明：OC在编译阶段可以调用任何函数，即使这个函数并未实现，只要声明过就不会报错。C语言在编译阶段调用未实现的函数就会报错。这也说明了两种语言的区别。

二.runtime的作用

1.发送消息

• 方法调用的本质就是让对象发送消息
• objc_msgSend只有对象才能发送消息，因此以objc开头
• 使用消息机制的前提，使用运行时的第一步:导入,第二步:Build Setting ->搜索msg ->设置属性为No（xcode5之后,苹果不建议使用底层方法，需要去这里设置）

下面简单说说消息机制的使用：
我先定义一个person对象，Person*p = [[Person alloc]init]; p有个eat方法，我调用了[p eat];自然调用eat方法，但是实际执行的应该是[p performSelector:@selector(eat)];实际上就是对象p发送一个eat的消息。
@selector(eat)其实是一个SEL,SEL是方法编号。根据方法编号就可以找到对应方法实现。下面用runtime让p对象发送一个eat消息：objc_msgSend(p, @selector(eat));
如果需要向一个带参数的方法发送消息，可以调用objc_msgSend(p, @selector(run:),100);100代表传递的参数。
如果让Person类调用一个类方法，比如[Person eatClassMethod];
本质上是类名转换成类对象后，然后用类对象调用此方法。
所以首先我们先要获取类对象
Class personClass = [Person class];
和调用对象方法类似也可以用
[personClass performSelector:@selector(eatClassMethod)];调用类方法如果用运行时objc_msgSend(personClass,@selector(eatClassMethod));

2.交换方法

当我们想要在某个系统方法的基础上添加一些功能时，runtime中的交换方法就派上了用场。在这列举一个应用场景，[UIImage imageNamed:@""];
这是一个太常用的方法，现在想在imageNamed的基础上添加一个功能，就是判断要显示的图片是否为空。我们马上想到了可以给UIImage这个类写一个分类
@interface UIImage (Image)
\+ (__kindof UIImage*)rs_imageNamed:(NSString*)imageName;

@implementationUIImage (Image) /+ (UIImage*)rs_imageNamed:(NSString*)imageName { // 1.加载图片 UIImage*image = [UIImage rs_imageNamed:imageName]; // 2.判断图片是否为空 if(image ==nil) { NSLog(@"加载image为空"); } return image; }
使用的时候只需要导入这个分类，用rs_imageNamed代替imageNamed方法即可。但是这个方法的弊病是当你的工程已经写了用了很多次imageNamed方法后，你要一个个的去换成我们的rs_imageNamed，这样很麻烦，而且还要导入"UIImage+Image.h"这个头文件。
下面我们步入正题，用runtime的交换方法来做。首先要获取到需要交换的方法（方法都存在class的方法列表中）
Class:要获取方法的类，SEL:获取方法编号,根据SEL就能去对应的类找方法
class_getClassMethod(<#__unsafe_unretained Class cls#>, <#SEL name#>)
//加载这个分类的时候调用 \+ (void)load{ //交换方法实现,方法都是定义在类里面 //class_getMethodImplementation:获取方法实现 // class_getInstanceMethod:获取对象方法 // class_getClassMethod:获取类方法 Method imageNameMethod =class_getClassMethod([UIImage class],@selector(imageNamed:)); // rs_imageNamed Method rs_imageNamedMethod =class_getClassMethod([UIImage class],@selector(rs_imageNamed:)); //交换方法实现 method_exchangeImplementations(imageNameMethod, xmg_imageNamedMethod); }
交换方法后，rs_imageNamed中的
// 1.加载图片 UIImage*image = [UIImage rs_imageNamed:imageName];
要变为
// UIImage*image = [UIImage imageNamed:imageName];
因为方法已经交换过了，以后调用imageNamed:就相当于调用rs_imageNamed:

3.动态添加方法

开发使用场景：如果一个类方法非常多，加载类到内存的时候非常耗费资源，可以使用动态给某个类添加方法来解决
[p performSelector:@selector(eat:)];
eat:方法没有定义，也没有实现
在Person的.m

@implementation Person

// void(*)()

// 默认方法都有两个隐式参数，

void eat(id self,SEL sel)

{
NSLog(@"%@ %@",self,NSStringFromSelector(sel));

}


// 当一个对象调用未实现的方法，会调用这个方法处理,并且会把对应的方法列表传过来.
// 刚好可以用来判断，未实现的方法是不是我们想要动态添加的方法

+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel

{

if (sel == @selector(eat)) {
    // 动态添加eat方法

    // 第一个参数：给哪个类添加方法
    // 第二个参数：添加方法的方法编号
    // 第三个参数：添加方法的函数实现（函数地址）
    // 第四个参数：函数的类型，(返回值+参数类型) v:void @:对象->self :表示SEL->_cmd
    class_addMethod(self, @selector(eat), eat, "v@:");

}

return [super resolveInstanceMethod:sel];

}

@end

4.给分类添加属性

• 原理：给一个类声明属性，其实本质就是给这个类添加关联，并不是直接把这个值的内存空间添加到类存空间。

@implementation ViewController

-(void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
// 给系统NSObject类动态添加属性name

NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
objc.name = @"修改值";
NSLog(@"%@",objc.name);
}
@end

// 定义关联的key

static const char *key = "name";
@implementation NSObject (Property)
-(NSString *)name
{
// 根据关联的key，获取关联的值。
return objc_getAssociatedObject(self, key);
}
-(void)setName:(NSString *)name
{
// 第一个参数：给哪个对象添加关联
// 第二个参数：关联的key，通过这个key获取
// 第三个参数：关联的value
// 第四个参数:关联的策略
objc_setAssociatedObject(self, key, name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
@end

5.字典转模型

• 设计模型：字典转模型的第一步
  · 模型属性，通常需要跟字典中的key一一对应
  · 问题：一个一个的生成模型属性，很慢？
  · 需求：能不能自动根据一个字典，生成对应的属性。
  · 解决：提供一个分类，专门根据字典生成对应的属性字符串。

@implementation NSObject (Log)

// 自动打印属性字符串

+(void)resolveDict:(NSDictionary *)dict{

// 拼接属性字符串代码
NSMutableString *strM = [NSMutableString string];

// 1.遍历字典，把字典中的所有key取出来，生成对应的属性代码
[dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id  _Nonnull key, id  _Nonnull obj, BOOL * _Nonnull stop) {

    // 类型经常变，抽出来
     NSString *type;

    if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFString")]) {
        type = @"NSString";
    }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFArray")]){
        type = @"NSArray";
    }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFNumber")]){
        type = @"int";
    }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFDictionary")]){
        type = @"NSDictionary";
    }


    // 属性字符串
    NSString *str;
    if ([type containsString:@"NS"]) {
        str = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, strong) %@ *%@;",type,key];
    }else{
        str = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, assign) %@ %@;",type,key];
    }

    // 每生成属性字符串，就自动换行。
    [strM appendFormat:@"\n%@\n",str];

}];

// 把拼接好的字符串打印出来，就好了。
NSLog(@"%@",strM);

}

@end

• 字典转模型的方式一：KVC
  @implementation Status
  +(instancetype)statusWithDict:(NSDictionary *)dict
  {
  Status *status = [[self alloc] init];

  [status setValuesForKeysWithDictionary:dict];
  
  return status;
  }
  @end
  

• KVC字典转模型弊端：必须保证，模型中的属性和字典中的key一一对应。
  · 如果不一致，就会调用[ setValue:forUndefinedKey:] 报key找不到的错。
  · 分析:模型中的属性和字典的key不一一对应，系统就会调用setValue:forUndefinedKey:报错。
  · 解决:重写对象的setValue:forUndefinedKey:,把系统的方法覆盖， 就能继续使用KVC，字典转模型了。

- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key
{

}

• 字典转模型的方式二：Runtime
  思路：利用运行时，遍历模型中所有属性，根据模型的属性名，去字典中查找key，取出对应的值，给模型的属性赋值。
  步骤：提供一个NSObject分类，专门字典转模型，以后所有模型都可以通过这个分类转。

  @implementation ViewController`
  
   -(void)viewDidLoad {
  [super viewDidLoad];
  // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
  
  // 解析Plist文件
  NSString *filePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"status.plist" ofType:nil];
  NSDictionary *statusDict = [NSDictionary dictionaryWithContentsOfFile:filePath];
  
  // 获取字典数组
  NSArray *dictArr = statusDict[@"statuses"];
  
  // 自动生成模型的属性字符串
  //    [NSObject resolveDict:dictArr[0][@"user"]];
  _statuses = [NSMutableArray array];
  // 遍历字典数组
  for (NSDictionary *dict in dictArr) {
  
    Status *status = [Status modelWithDict:dict];
  
    [_statuses addObject:status];
  
  }
  
  // 测试数据
  NSLog(@"%@ %@",_statuses,[_statuses[0] user]);
  }
  
  @end
  
  
  @implementation NSObject (Model)
  

  +(instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict
  {
  // 思路：遍历模型中所有属性-》使用运行时

  // 0.创建对应的对象
  id objc = [[self alloc] init];

  // 1.利用runtime给对象中的成员属性赋值

  // class_copyIvarList:获取类中的所有成员属性
  // Ivar：成员属性的意思
  // 第一个参数：表示获取哪个类中的成员属性
  // 第二个参数：表示这个类有多少成员属性，传入一个Int变量地址，会自动给这个变量赋值
  // 返回值Ivar ：指的是一个ivar数组，会把所有成员属性放在一个数组中，通过返回的数组就能全部获取到。
  / 类似下面这种写法

  Ivar ivar;
  Ivar ivar1;
  Ivar ivar2;
  // 定义一个ivar的数组a
  Ivar a[] = {ivar,ivar1,ivar2};

  // 用一个Ivar *指针指向数组第一个元素
  Ivar *ivarList = a;

  // 根据指针访问数组第一个元素
  ivarList[0];

  */
  unsigned int count;

  // 获取类中的所有成员属性
  Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);

  for (int i = 0; i < count; i++) {
  // 根据角标，从数组取出对应的成员属性
  Ivar ivar = ivarList[i];

    // 获取成员属性名
    NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
  
    // 处理成员属性名->字典中的key
    // 从第一个角标开始截取
    NSString *key = [name substringFromIndex:1];
  
    // 根据成员属性名去字典中查找对应的value
    id value = dict[key];
  
    // 二级转换:如果字典中还有字典，也需要把对应的字典转换成模型
    // 判断下value是否是字典
    if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]]) {
        // 字典转模型
        // 获取模型的类对象，调用modelWithDict
        // 模型的类名已知，就是成员属性的类型
  
        // 获取成员属性类型
       NSString *type = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
      // 生成的是这种@"@\"User\"" 类型 -》 @"User"  在OC字符串中 \" -> "，\是转义的意思，不占用字符
        // 裁剪类型字符串
        NSRange range = [type rangeOfString:@"\""];
  
       type = [type substringFromIndex:range.location + range.length];
  
        range = [type rangeOfString:@"\""];
  
        // 裁剪到哪个角标，不包括当前角标
      type = [type substringToIndex:range.location];
  
  
        // 根据字符串类名生成类对象
        Class modelClass = NSClassFromString(type);
  
  
        if (modelClass) { // 有对应的模型才需要转
  
            // 把字典转模型
            value  =  [modelClass modelWithDict:value];
        }
  
  
    }
  
    // 三级转换：NSArray中也是字典，把数组中的字典转换成模型.
    // 判断值是否是数组
    if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) {
        // 判断对应类有没有实现字典数组转模型数组的协议
        if ([self respondsToSelector:@selector(arrayContainModelClass)]) {
  
            // 转换成id类型，就能调用任何对象的方法
            id idSelf = self;
  
            // 获取数组中字典对应的模型
            NSString *type =  [idSelf arrayContainModelClass][key];
  
            // 生成模型
           Class classModel = NSClassFromString(type);
            NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray array];
            // 遍历字典数组，生成模型数组
            for (NSDictionary *dict in value) {
                // 字典转模型
              id model =  [classModel modelWithDict:dict];
                [arrM addObject:model];
            }
  
            // 把模型数组赋值给value
            value = arrM;
  
        }
    }
  
  
    if (value) { // 有值，才需要给模型的属性赋值
        // 利用KVC给模型中的属性赋值
        [objc setValue:value forKey:key];
    }
  

  }

  return objc;
  }

  @end