Runtime - 自己总结

Runtime概念

OC是基于C的,它为C添加了面向对象的特性,它将很多静态语言在编译和链接时期做的事情放到了runtime运行时来处理,可以说runtime是我们OC的幕后工作者
1.runtime简称运行时,是一套底层的c语言API,而OC就是运行时机制,也就是运行的一些机制,其中最主要的是消息机制。
objc在向一个对象发送消息时,runtime库会根据对象的isa指针找到该对象实际所属的类,然后在该类中的方法列表以及其父类方法列表中寻找方法运行,然后在发送消息的时候,objc_msfSend方法不会返回值,所谓的返回内容都是具体调用时执行的,那么如果想一个nil对象发送消息,首先在寻找对象的isa指针时就是0地址,返回了所以不会出现任何错误。
对于c语言,函数的调用在编译的时候会决定调用哪个函数

而OC的函数调用成为消息发送,属于动态调用过程,在编译的时候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。

2.实际上,在编译阶段,OC可以调用任何函数,及时这个函数并未实现,只有声明过就不会报错,只有当运行的时候才会报错,这是因为OC是运行时动态调用的,而C语言调用未实现的函数就会报错。

runtime 消息机制

我们写OC代码,它在运行的时候也是会转换成runtime方式运行。任何方法调用的本质:就是发送一个消息(用runtime发送消息,OC底层实现通过runtime实现)。

消息机制原理:

比如我们创建一个对象[[NSObject alloc]init],最终被转换为几万行代码,其实可以看到调用方法的本质就是发送消息,[[NSObject alloc]init]语句发了两个消息,第一次发了alloc消息,第二次发了init消息。利用这个功能我们可以探究底层,比如block的实现原理

利用runtime可以做一些oc不容易的实现功能;

1、获得某个类的所有成员变量、成员方法。


//获取实例变量

unsignedintcount =0;

Ivar*ivars =class_copyIvarList([RuntimeToolsclass], &count);

for(inti =0; i

Ivarivar = ivars[i];

//获取实例变量的名称

constchar*ivarName =ivar_getName(ivar);

//获取成员变量的类型

constchar*ivarKey =ivar_getTypeEncoding(ivar);

NSLog(@"名称:%s,类型:%s",ivarName,ivarKey);

}


//获取类的方法

unsignedintmethodCount =0;

//获取RuntimeTools所有的类方法

Method*allMethods =class_copyMethodList([RuntimeToolsclass], &methodCount);

for(inti =0; i < methodCount; i++) {

Methodmethod = allMethods[i];

SELmethodSel =method_getName(method);

constchar*name =sel_getName(methodSel);

NSLog(@"%s",name);

}

2.为某个类的category添加一个新属性

在category中不能添加成员变量,OC类是由class类型来表示的,它实际上是一个指向objc_class结构体的指针定义如下:


struct objc_class {

Class isaOBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__

Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE; //父类

cons tchar*name OBJC2_UNAVAILABLE; //类名

long version OBJC2_UNAVAILABLE; 、//类的版本信息

long info OBJC2_UNAVAILABLE;//类信息

long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;//类大小

struct objc_ivar_list *ivarsOBJC2_UNAVAILABLE; //该类的成员变量链表

struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE; //该类的方法定义链表

struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE; //方法缓存

struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE; //协议链表

#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

在runtime中,objc_class结构体大小是固定的,不可能往这个结构体中添加数据,只能修改。所以ivars指向的是一个固定区域,只能修改成员变量值,不能增加成员变量。method_list是一个二维数组,所以可以修改methodLists的值来增加成员方法。虽然没办法扩展methodLists指向的内存区域,却可以改变这个内存区域的值(存储的指针)。因此可以动态添加方法,不能添加成员变量


@interfaceRuntimeTools (Category)

@property(nonatomic,copy)NSString*lastName;

@end

生成set和get方法


- (void)setLastName:(NSString*)lastName

{

objc_setAssociatedObject(self,"lastName", lastName,OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);

}

- (NSString*)lastName{

return objc_getAssociatedObject(self,"lastName");

}

使用runtime中objc_getAssociatedObject()和objc_setAssociatedObject()方法,本质上只是为对象添加了对lastName的属性关联,达到新属性的作用

3.为某个类添加一个新方法

class_addMethod([RuntimeToolsclass],@selector(newMethod), (IMP)myAddfunction,0);

[pperformSelector:@selector(newMethod)];

4.动态交换2个方法的功能

Methodm1 =class_getInstanceMethod([selfclass],@selector(go));

Methodm2 =class_getClassMethod([selfclass],@selector(run));

method_exchangeImplementations(m1, m2);

交换方法使用场景:项目中的某个功能,在项目中需要多次被引用,当项目的需求发生改变是,要使用另一个功能代替这个功能,且要求不改变旧的项目,那么,我们可以在分类中,再写一个新的方法,然后交换2个方法的实现。

5.改变某个对象的私有变量的值

unsignedintcount =0;

Ivar *allList = class_copyIvarList([personclass], &count); 

Ivar ivv = allList[0];//从第一个例子getAllVariable中输出的控制台信息,我们可以看到name为第一个实例属性。

object_setIvar(per, ivv,@"Mike");//name属性Tom被强制改为Mike。

NSLog(@"改变之后的person:%@",per)

6.利用runtime获取所有属性来重写归档解档方法
// 解档方法
- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
    if (self) {
        unsigned int count;
        Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count);
        
        for (int i = 0; i 

如何应用运行时

1、可以将某些OC代码转换成运行时的代码,探究底层,比如block的实现原理
2、拦截系统自带的方法调用。比如imageWithName:,alloc;viewDidLoad
3、实现分类也可以增加属性
4、实现NSCoding自动归档和自动解档
5、实现字典和模型的自动转换。

动态交换2个方法

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