Runtime

1、什么是Runtime(运行时-机制)?

• Runtime简称运行时，OC就是运行时机制，也就是在程序运行时的一些机制，其中最重要的就是消息发送机制。
• 对于C语言，函数调用在编译时期就会决定调用哪个函数。
• 对于OC的函数，属于动态调用函数，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相应的函数进行调用。

2、消息发送机制

• 方法调用的本质，就是让对象发送消息；
• objc_msgSend()，只有对象能够发送消息，所以以objc开头；
• 使用消息发送机制的前提，必须导入#import 头文件；
  一下是消息调用的简单实现：

比如，有一个Cat类，它有一个成员方法为jump

Cat *cat = [[Cat alloc] init];
//底层实现为:
//Cat *cat = objc_msgSend(objc_msgSend(objc_getClass("Cat"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init"));

[cat jump];
//底层实现为：
//objc_msgSend(cat, sel_registerName("jump"));

下面来看一看苹果对以上代码在底层的实现：打开终端，通过终端命令编译.m文件 clang -rewrite-objc xxx.m 生成.cpp文件，打开这个文件下拉到最下面可以看到这样的代码：

消息发送机制底层实现.png

图片中的代码去掉类型转换的部分，剩下的就是上面注释部分的代码。

2、交换方法的调用

• 需要用的方法如下所示：

/**
获取一个类的成员方法
@param   cls        类对象
@param   name   方法编号

返回值是一个Method  类型
*/
class_getInstanceMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name);

/**
获取一个类的类方法
@param   cls        类对象
@param   name   方法编号

返回值是一个Method  类型
*/
class_getClassMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name)

/**
交换两个方法的实现
@param   m1        方法1（Method类型）
@param   m2       方法2（Method类型）

返回值void
*/
method_exchangeImplementations(Method _Nonnull m1, Method _Nonnull m2) 

还是以Cat类为例，假如再给它添加一个成员方法run，我们来交换jump方法和run方法的实现：

    //获取run成员方法
    Method run = class_getInstanceMethod([Cat class], @selector(run));
    //获取jump成员方法
    Method jump = class_getInstanceMethod([Cat class], @selector(jump));
    //交换run方法和jump方法的实现
    method_exchangeImplementations(run, jump);
    
    //调用这两个方法
    [cat run];
    [cat jump];

打印结果：

Runtime交换方法打印结果.png

3、动态添加方法

• 如果一个类方法特别多，加载类到内存的时候也比较耗资源，需要给每个方法生成映射，可以利用Runtime动态给类添加方法解决。
• 有一个经典面试题，有没有使用过performSelector方法，其实主要想问你有没有动态添加过方法。
• 需要用的方法

//这三个方法比较常见，就不做详细注释了。
- (id)performSelector:(SEL)aSelector;
- (id)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)object;
- (id)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)object1 withObject:(id)object2;

//下面是NSObject中的个类方法，我们要在子类中重写。当用上面的三个方法调用方法时，检测到传入的SEL没有实现，如果是类方法就会调用第一个方法，如果是成员方法调用第二个方法，参数sel就是上面传进来的是aSelector
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel;
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel;

/**
    给类添加方法
    @param   cls    给那个类添加方法
    @param   name   添加方法的方法编号
    @param   imp    方法的实现
    @param   type   方法的类型
*/
class_addMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name, IMP _Nonnull imp, const char * _Nullable types) ;

关于class_addMethod最后一个参数type的格式请点击此处

还是以Cat类为例，一下为具体代码：

动态添加方法图1.png

动态添加方法图2.png

4、给分类添加属性

• 给一个类声明属性，其实本质就是给这个类添加关联，并不是直接把这个属性的值添加到类的存空间。
• 需要用的方法

/**
    给某个对象关联，添加属性
    @param   object    添加属性的对象
    @param   key       属性名，根据key获取关联的对象
    @param   value     关联的值
    @param   policy    内存管理
    返回值void
*/
objc_setAssociatedObject(id _Nonnull object, const void * _Nonnull key,
                         id _Nullable value, objc_AssociationPolicy policy);
/**
    获取关联对象的值，并返回
*/
objc_getAssociatedObject(id _Nonnull object, const void * _Nonnull key);

代码

关联属性.png