iOS Runtime详解之SEL,Class,id,IMP,_cmd,isa,method,Ivar

Rumtime都能干什么

• 动态改变方法的执行体
• Method Swizzling
• NSSelectorFromString，NSClassFromString…
• 动态添加属性（主要是类别）
• 动态遍历属性和方法，动态为类添加方法

学习Rumtime，基本的概念很重要，计划Rumtime这个系列计划几篇文章

• 讲讲一些基本概念(文本)，例如SEL，Class，id，IMP等等
• 详解iOS中消息的传递机制，以及消息转发机制，内存分配，类对象，元类对象
• Method Swizzling
• 其他常见实际应用

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什么是Runtime？

Objective-C语言把能在运行期做的事情就推迟到运行期在决定。这就意味着，Objective-C不仅需要一个编译器，而且需要一个运行期环境。这个运行期环境就是Runtime。

最直接的例子就是方法的调用

[receiver message]

这样的一个OC方法会被编译成：

objc_msgSend(receiver, selector)

这里，先记着receiver就是接受信息的对象，selector是执行消息的函数体名称，是个C的字符串。是像其他语言一样，直接编译成一个指向函数体的指针。

那么，在运行的时候，如何通过objc_megSend(receiver, selector)找到实际的函数体呢？

SEL/objc_selector

objc_selector是一个数据结构，可以理解为一个C String

SEL

源码的定义如下：

typedef struct objc_selector *SEL;

也就是说，SEL是一个指向C String的指针。

id/objc_object

• id 是指向一个类的实例对象
  底层代码的定义

typedef struct objc_object *id;

其中 objc_object的底层定义

struct objc_object {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};

可以看到objc_object中只保存了一个Class类型的isa指针。这里看不懂不要怕，先记着，对象中就是保存了一个指向Objective C中对应类的指针。

Class/objc_class

• Class是指向Objective-C类对象(objc_class)的一个指针
  底层代码

typedef struct objc_class *Class;

objc_class
底层定义

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__
    Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */

可以看到，这就是类对象结构体的定义，细心的同学可能发现了类对象里仍然有一个指针Class isa，先记着，这个isa指向的是类元对象。这个我会在下一篇文章里详细阐述

IMP

• IMP是指向实际执行函数体的指针

#if !OBJC_OLD_DISPATCH_PROTOTYPES
typedef void (*IMP)(void /* id, SEL, ... */ ); 
#else
typedef id (*IMP)(id, SEL, ...); 
#endif

可以看到，这个函数体前两个参数是 id（消息接受者，也就是对象），以及SEL（方法的名字）

method/objc_method

• method是指向Objective-C中的方法的指针

typedef struct objc_method *Method;

其中

struct objc_method {
    SEL method_name                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
    char *method_types                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    IMP method_imp                                           OBJC2_UNAVAILABLE;
}                                                            OBJC2_UNAVAILABLE;

_cmd

SEL 类型的一个变量，Objective C的函数的前两个隐藏参数为self 和 _cmd

Ivar

ivar - Objective-C中的实例变量

typedef struct objc_ivar *Ivar;

可以看到变量的内存模型

struct objc_ivar {
    char *ivar_name                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
    char *ivar_type                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
    int ivar_offset                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
    int space                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
}                                                            OBJC2_UNAVAILABLE;