Runtime介绍
Runtime，即运行时。是C语言和汇编实现的底层库。
Objective-C语言实是在Runtime的基础上才具有了动态特性（动态类型、动态绑定、动态加载）。Objective-C是类C语言，而C语言是静态语言。
Runtime应用
（1）发送消息(Messaging)
消息发送（Messaging）是 Runtime 通过 selector 快速查找 IMP 的过程。有了函数指针就可以执行对应的方法实现。
使用Objective-C发送消息：
Cat *c = [[Cat alloc] init];
[c eat];
使用Runtime发送消息：
//相当于Class catClass = [Cat class];
Class catClass = objc_getClass("Cat");
//Cat *cat = [catClass alloc];
Cat *cat = ((id (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)catClass, sel_registerName("alloc"));
//[cat init];
((id (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)cat, sel_registerName("init"));
//[cat eat];
((id (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)cat, sel_registerName("eat"));
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（2）消息转发(Message Forwarding)
消息转发（Message Forwarding）是在消息发送时，查找 IMP 失败后执行一系列转发流程的慢速通道。如果不作转发处理，则会打日志和抛出异常。
具体流程如下：
（下列代码转至：https://www.jianshu.com/p/07b6c4a40a90）
//第一步：如果消息接收者没有找到对应方法，调用此方法
//可在这里添加一个新的方法
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
return YES;
}
//第二步， 如果第一步的返回NO或者直接返回了YES而没有添加方法，该方法被调用
//在这里，可以指定一个可以返回一个可以响应该方法的对象， 注意如果返回self就会死循环
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
return nil;
}
//第三步， 如果forwardingTargetForSelector:返回了nil，则该方法会被调用，系统会询问我们要一个合法的『类型编码(Type Encoding)』
//若返回 nil，则不会进入下一步，而是无法处理消息
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
}
// 当实现了此方法后，-doesNotRecognizeSelector: 将不会被调用
// 在这里进行消息转发
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
// 在这里可以改变方法选择器
[anInvocation setSelector:@selector(unknown)];
// 改变方法选择器后，需要指定消息的接收者
[anInvocation invokeWithTarget:self];
}
- (void)unknown {
NSLog(@"unkown method.......");
}
// 如果没有实现消息转发 forwardInvocation 则调用此方法
- (void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector {
NSLog(@"unresolved method ：%@", NSStringFromSelector(aSelector));
}
（3）动态添加方法
利用消息转发我们可以动态添加方法。
使用场景：如果一个对象的方法太多，加载到内存的时候比较耗费资源。可以动态加载方法。
//main.m
Cat *cat = [[Cat alloc] init];
[cat eat];
[cat swim]; //swim方法只声明，未实现
//Cat.m
void swim(id self, SEL _cmd){
NSLog(@"猫会游泳了。");
}
//当对象调用未实现的方法时调用
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
if(sel == NSSelectorFromString(@"swim")){
class_addMethod(self, @selector(swim), swim, "v@:");
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
注：v@: 『类型编码(Type Encoding)』
打印结果：
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（4）交换方法(Method Swizzling)
Runtime 提供了以下方法供使用：
- class_replaceMethod 替换类方法的定义
- method_exchangeImplementations 交换两个方法的实现
- method_setImplementation 设置一个方法的实现
使用场景：加载一张图片直接用[UIImage imageNamed:@"image"]，无法知道是否加载成功了。给系统的imageNamed添加额外功能（是否加载图片成功）。
//main.m
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"123"];
//UIImage+Swizzling.m
+ (void)load {
// 1.获取 imageNamed方法地址
Method imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:));
// 2.获取 wy_imageNamed方法地址
Method wy_imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(wy_imageNamed:));
//3.交换方法地址
method_exchangeImplementations(imageNamedMethod, wy_imageNamedMethod);
}
/**
注意：下面不会有死循环
*/
+ (UIImage *)wy_imageNamed:(NSString *)name {
UIImage *image = [UIImage wy_imageNamed:name];
if (image) {
NSLog(@"加载成功");
} else {
NSLog(@"加载失败");
}
return image;
}
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（5）动态关联（添加属性）
使用场景：准备给系统的类添加一个属性才能满足需求时，可以使用runtime动态添加属性方法。
//main.m
//NSObject动态添加属性name
NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
objc.name = @"YOUNG";
NSLog(@"%@",objc.name);
//NSObject+Ext.m
- (NSString *)name
{
return objc_getAssociatedObject(self, @“name”);
}
- (void)setName:(NSString *)name
{
objc_setAssociatedObject(self, @“name”, name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
（6）实现字典转模型的自动转换
使用场景：在使用网络获取数据时，我们希望直接把获取的JSON数据封装为对象，而不是一个一个去给对象属性赋值。可以使用Runtime实现。比较常见的MJExtension和YYModel库正是通过Runtime实现的。
以下是字典转模型的简单实现（更多请参考MJExtension或YYModel）：
- 字典key和模型属性一对一，或模型属性多余字典键值数
+ (instancetype)wy_modelWithDict:(NSDictionary *)dictionary {
//1.创建对象
id obj = [[self alloc] init];
//2.给说有成员变量赋值
unsigned int count = 0;
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
for (NSInteger i = 0; i < count; i++) {
//获取成员变量
Ivar ivar = ivarList[i];
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1]; //去掉成员变量名的前缀"_"
id value = dictionary[key];
if (value) {
[obj setValue:value forKey:key];
}
}
return obj;
}
- 模型嵌套模型
+ (instancetype)wy_modelWithDict2:(NSDictionary *)dictionary {
//1.创建对象
id obj = [[self alloc] init];
//2.给说有成员变量赋值
unsigned int count = 0;
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
for (NSInteger i = 0; i < count; i++) {
//获取成员变量
Ivar ivar = ivarList[i];
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1]; //去掉成员变量名的前缀"_"
NSString *ivarType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
//此做法不严谨。如果是对象属性没问题；如果是进本数据类型或block或不行
ivarType = [ivarType substringWithRange:NSMakeRange(2, ivarType.length - 3)];
id value = dictionary[key];
if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![ivarType hasPrefix:@"NS"]) {
Class modelCls = NSClassFromString(ivarType);
if (modelCls) {
value = [modelCls wy_modelWithDict2:value];
}
}
if (value) {
[obj setValue:value forKey:key];
}
}
return obj;
}
- 模型嵌套数组（数组中是模型）
+ (instancetype)wy_modelWithDict3:(NSDictionary *)dictionary {
//1.创建对象
id obj = [[self alloc] init];
//2.给说有成员变量赋值
unsigned int count = 0;
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
for (NSInteger i = 0; i < count; i++) {
//获取成员变量
Ivar ivar = ivarList[i];
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1]; //去掉成员变量名的前缀"_"
id value = dictionary[key];
if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) {
// modelContainerClass返回格式：@{@"data" : [GSClass class]}
if ([self respondsToSelector:@selector(modelContainerClass)]) {
id idSelf = self;
Class modelCls = [idSelf modelContainerClass][key];
NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
for (NSDictionary *dic in value) {
id model = [modelCls wy_modelWithDict3:dic];
[array addObject:model];
}
value = array;
}
}
if (value) {
[obj setValue:value forKey:key];
}
}
return obj;
}
（7）实现 NSCoding 的自动归档和解档
使用场景：如果一个模型有许多个属性，而我们需要对它进行模型数据持久化，就需要对每个属性都实现一遍encodeObject 和 decodeObjectForKey方法，非常麻烦。
一般做法：
- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
if (self = [super init]) {
self.name = [aDecoder decodeObjectForKey:@"name"];
self.hobby = [aDecoder decodeObjectForKey:@"hobby"];
self.age = [aDecoder decodeIntegerForKey:@"age"];
}
return self;
}
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
[aCoder encodeObject:_name forKey:@"name"];
[aCoder encodeObject:_hobby forKey:@"hobby"];
[aCoder encodeInteger:_age forKey:@"age"];
}
Runtime实现
- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
if (self = [super init]) {
unsigned int count = 0;
Ivar *ivarList = class_copyIvarList([self class], &count);
for (NSInteger i = 0; i < count; i++) {
Ivar ivar = ivarList[i];
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
//这里需要区别不是Object的情况
id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key];
[self setValue:value forKey:key];
}
free(ivarList);
}
return self;
}
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
unsigned int count = 0;
Ivar *ivarList = class_copyIvarList([self class], &count);
for (NSInteger i = 0; i < count; i++) {
Ivar ivar = ivarList[i];
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
//这里需要区别不是Object的情况
id value = [self valueForKey:key];
[aCoder encodeObject:value forKey:key];
}
free(ivarList);
}
一些Runtime相关类库：
- Aspects（AOP必备，“取缔” baseVC，无侵入埋点）
- MJExtension（JSON 转 model，一行代码实现 NSCoding 协议的自动归档和解档）
- JSPatch（动态下发 JS 进行热修复）
- NullSafe（防止因发 unrecognised messages 给 NSNull 导致的崩溃）
- UITableView-FDTemplateLayoutCell（自动计算并缓存 table view 的 cell 高度）
- UINavigationController+FDFullscreenPopGesture（全屏滑动返回）