一、runtime简介
-
Objective-C运行时定义了几种重要的类型：
- Class：定义Objective-C类
- Ivar：定义对象的实例变量，包括类型和名字。
- Protocol：定义正式协议。
- objc_property_t：定义属性。叫这个名字可能是为了防止和Objective-C 1.0中的用户类型冲突，那时候还没有属性。
- Method：定义对象方法或类方法。这个类型提供了方法的名字（就是选择器）、参数数量和类型，以及返回值（这些信息合起来称为方法的签名），还有一个指向代码的函数指针（也就是方法的实现）。
- SEL：定义选择器。选择器是方法名的唯一标识符。
- IMP：定义方法实现。这只是一个指向某个函数的指针，该函数接受一个对象、一个选择器和一个可变长参数列表（varargs），返回一个对象
RunTime简称运行时。OC就是
运行时机制，也就是在运行时候的一些机制，其中最主要的是消息机制。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。对于OC的函数，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。-
事实证明：
- 在编译阶段，OC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。 - 在编译阶段，C语言调用
未实现的函数就会报错。
- 在编译阶段，OC可以
二、runtime作用
1.发送消息
- 方法调用的本质，就是让对象发送消息。
- 底层实现是使用objc_msgSend函数，只有对象才能发送消息，因此以objc开头。
- 使用
消息机制步骤:
- 导入
-
Build Setting -> 搜索msg -> 设置属性为No
使用消息机制需要的设置
- 消息机制简单使用：
// 创建person对象
Person *p = [[Person alloc] init];
// 调用对象方法
[p eat];
// SEL:方法编号,根据方法编号就可以找到对应方法实现
[p performSelector:@selector(eat)];
// 本质：让对象发送消息
// objc_msgSend(<#id self#>, <#SEL op, ...#>) 后面的...表示参数
objc_msgSend(p, @selector(eat));
objc_msgSend(p, @selector(run:),10);
// 调用类方法的方式：两种
// 第一种通过类名调用
[Person eat];
// 第二种通过类对象调用
[[Person class] eat];
// 获取类对象
Class personClass = [Person class];
[personClass performSelector:@selector(eat)];
// 用类名调用类方法，底层会自动把类名转换成类对象调用
// 本质：让类对象发送消息
objc_msgSend([Person class], @selector(eat));
-
消息机制原理:对象根据方法编号SEL去映射表查找对应的方法实现
消息机制原理
2.交换方法
- 开发使用场景:系统自带的方法功能不够，给系统自带的方法扩展一些功能，并且保持原有的功能。
- 方式一:继承系统的类，重写方法.
- 方式二:使用runtime,交换方法.
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 需求：给imageNamed方法提供功能，每次加载图片就判断下图片是否加载成功。
// 步骤一：先搞个分类，定义一个能加载图片并且能打印的方法+ (__kindof UIImage *)imageWithName:(NSString *)name;
// 步骤二：交换imageNamed和imageWithName的实现，就能调用imageNamed，间接调用imageWithName的实现。
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"123"];
}
@end
@implementation UIImage (Image)
// 加载分类到内存的时候调用，注意不是UIImage类，而是UIImage+Image分类
+ (void)load
{
// 交换方法实现
// class_getClassMethod：获取类方法的函数。
// 每个类class有一个方法列表method list，取某一个方法是从类中取，所以这个函数是以class开头。
// class_getInstanceMethod：获取对象方法的函数。
// 获取imageWithName：方法地址
Method imageWithName = class_getClassMethod(self, @selector(imageWithName:));
// 获取imageNamed:方法地址
Method imageNamed = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:));
// 交换方法地址，相当于交换实现方式，注意该函数以method开头
method_exchangeImplementations(imageWithName, imageNamed);
}
// 不能在分类中重写系统方法imageNamed，因为会把系统的功能给覆盖掉，而且分类中不能调用super，因为分类没有父类。
// 既能加载图片又能打印
+ (__kindof UIImage *)imageWithName:(NSString *)name
{
// 这里调用imageWithName，相当于调用imageName，因为已经交换了两个方法的实现
UIImage *image = [self imageWithName:name];
if (image == nil) {
NSLog(@"加载空的图片");
}
return image;
}
@end
- 交换原理：
-
交换之前：
交换之前 -
交换之后：
交换之后
-
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也比较耗费资源，需要给每个方法生成映射表，可以使用动态给某个类添加方法解决。
- 经典面试题：有没有使用performSelector，其实主要想问你有没有动态添加过方法。
- 简单使用
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
Person *p = [[Person alloc] init];
// 默认person，没有实现eat方法，可以通过performSelector调用，但是会报错。
// 动态添加方法就不会报错
[p performSelector:@selector(eat)]; // 动态添加无参的eat方法
[p performSelector:@selector(eat:) withObject:@111]; // 动态添加有参数111的eat:方法
}
@end
@implementation Person
// 默认每个方法都有两个隐式参数
// 对应无参数方法的函数aaa
void aaa(id self, SEL sel)
{
NSLog(@"调用eat方法--%@--%@", self, NSStringFromSelector(sel));
}
// 有一个参数param1方法的函数bbb
void bbb(id self, SEL sel, id param1)
{
NSLog(@"调用eat:方法--%@--%@--%@", self, NSStringFromSelector(sel), param1);
}
// 动态添加方法，首先要实现resolveInstanceMethod这个方法（类方法是实现resolveClassMethod）
// resolveInstanceMethod的调用时刻：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
// resolveInstanceMethod的作用：这个方法传递过来的参数是未实现的方法，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
// sel参数：就是调用的那个未实现的方法
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
if (sel == @selector(eat)) {
// 动态添加eat方法
// class_addMethod(<#__unsafe_unretained Class cls#>, <#SEL name#>, <#IMP imp#>, <#const char *types#>)
// 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（函数入口，函数地址，即函数名），注意函数的名字和方法的名字没有关系，可以随便写，所以这里故意给函数起名aaa
// 第四个参数：函数的类型，是用字符串表示，格式是返回值+参数类型
// 默认每个方法都有两个隐式参数(不显示出来),self,_cmd
// self:方法调用者
// _cmd:调用方法的编号
// v表示void，@表示对象（此处指向->self），:表示SEL（此处指向->_cmd），所以"v@:"表示返回值void+参数self+参数_cmd
class_addMethod(self, sel, (IMP)aaa, "v@:"); // 添加无参的eat方法
// 处理完成
return YES;
}
if (sel == @selector(eat:)) {
// 动态添加eat:方法
// v表示void，@表示对象（此处指向->self），:表示SEL（此处指向->_cmd），@表示对象（此处指向->param1），所以"v@:@"表示返回值void+参数self+参数_cmd+参数param1
class_addMethod(self, sel, (IMP)bbb, "v@:@"); // 添加有一个参数param1的eat:方法
// 处理完成
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
@end
4.给分类添加属性
- 原理：给一个类声明属性（有些属性是对象，有些是变量），其实本质就是给这个类添加属性的关联（即指针），并不是直接把这个属性的内存空间添加到类的内存空间。
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 给系统NSObject类动态添加属性name
NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
objc.name = @"123";
NSLog(@"%@", objc.name);
}
@end
// 定义关联的key
static const char *key = "name";
@implementation NSObject (Property)
- (void)setName:(NSString *)name
{
// 添加属性，是跟对象产生关联，不是类，所以函数以objc开头
objc_setAssociatedObject(<#id object#>, <#const void *key#>, <#id value#>, <#objc_AssociationPolicy policy#>)
// 第一个参数：给哪个对象添加关联
// 第二个参数：属性名，关联的key，通过这个key去获取关联的对象，void * == id（万能指针）
// 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);
}
- (NSString *)name
{
// 根据关联的key，获取关联的值。
return objc_getAssociatedObject(self, key);
}
@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 (PropertyCodeLog)
// 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 = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, strong) %@%@;", 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。 - 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。
- 如果不一致，就会调用
- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key
{
// key:没有找到的对象属性名
// value:没有找到对应的key的字典的值
if ([key isEqualToString:@"id"]) {
_ID = [value integerValue];
}
}
- 字典转模型的方式二：Runtime
- KVC和Runtime的区别：
- KVC:遍历字典中所有key,去模型中查找有没有对应的属性名
- runtime:遍历模型中所有属性名,去字典中查找
- 一般情况下模型中的属性会比字典中的key少（不可能比字典中多，多出来的有何意义？），这样就会造成不一一对应的情况，在这种情况下按照KVC的方式必然会报错，runtime则不会。而且模型属性比字典key少，按照runtime的思路，模型需要什么属性值就去字典中找对应的值，明显要比KVC的将模型一股脑丢给字典遍历看其需要什么效率高。
- 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。
- Runtime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。
- KVC和Runtime的区别：
@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遍历模型中所有实例变量,去字典中查找
// 属性定义在哪,定义在类,类里面有个属性列表(数组)
// Ivar *class_copyIvarList(Class cls, unsigned int *outCount)
// class_copyIvarList：复制类中的成员属性列表
// Ivar：对象的实例变量，包括类型和名字。和属性不是一个概念，例如：name是属性，_name是实例变量
// 第一个参数：表示获取哪个类中的实例变量
// 第二个参数：表示这个类有多少实例变量，传入一个Int变量地址，会自动给这个变量赋值
// 返回值Ivar *：是一个指向ivar数组的指针，会把所有实例变量放在一个数组中，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;
// 获取类中的所有实例变量
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 根据角标，从数组取出对应的实例变量
Ivar ivar = ivarList[i];
// 获取实例变量的名字
NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 处理实例变量的名字->字典中的key
// 从第一个角标开始截取
NSString *key = [name substringFromIndex:1];
// 根据实例变量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
// user:NSDictionary
// value是字典类型,并且实例变量的类型不是字典,才需要转换成模型
if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![propertyType containsString:@"NS"]) { // 需要字典转换成模型
// 字典转模型
// 获取模型的类对象，调用modelWithDict
// 模型的类名已知，就是实例变量的类型
// 获取实例变量类型
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:@"\""]; // range.location == 1, range.length == 1
type = [type substringFromIndex:range.location + range.length]; // 截取后的type为@"User\"" ->User"
range = [type rangeOfString:@"\""]; // range.location == 4, range.length == 1
// 裁剪到哪个角标，不包括当前角标
type = [type substringToIndex:range.location]; // 截取后的type为@"User" ->User
// 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