Object-C Runtime
Object-C是一门动态语言，它的动态特性是通过Runtime实现的。主要是C语言，也有部分汇编的内容。
Swift是没有这一套机制的，平时开发也基本用不到，所以一直没有关注这块。不过面试的时候，特别是阿里的技术，很偏好问这一块内容。目前网上也有关于这一块比较好的文章，学习一下。
消息传递（Messaging）
在很多语言，比如 C ，调用一个方法其实就是跳到内存中的某一点并开始执行一段代码。没有任何动态的特性，因为这在编译时就决定好了。而在 Objective-C 中，[object foo] 语法并不会立即执行 foo 这个方法的代码。它是在运行时给 object 发送一条叫 foo 的消息。这个消息，也许会由 object 来处理，也许会被转发给另一个对象，或者不予理睬假装没收到这个消息。多条不同的消息也可以对应同一个方法实现。这些都是在程序运行的时候决定的。
事实上，在编译时 Objective-C 函数调用的语法都会被翻译成一个 C 的函数调用 - objc_msgSend() 。比如，下面两行代码就是等价的：
[array insertObject:foo atIndex:5];```
objc_msgSend(array, @selector(insertObject:atIndex:), foo, 5);```
相关的数据结构
struct objc_object {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};```
typedef struct objc_class *Class;
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;
struct objc_method_list {
struct objc_method_list *obsolete OBJC2_UNAVAILABLE;
int method_count OBJC2_UNAVAILABLE;
ifdef LP64
int space OBJC2_UNAVAILABLE;
endif
/* variable length structure */
struct objc_method method_list[1] OBJC2_UNAVAILABLE;
}
struct objc_method {
SEL method_name OBJC2_UNAVAILABLE;
char *method_types OBJC2_UNAVAILABLE;
IMP method_imp OBJC2_UNAVAILABLE;
} ```
struct objc_cache {
unsigned int mask /* total = mask + 1 */ OBJC2_UNAVAILABLE;
unsigned int occupied OBJC2_UNAVAILABLE;
Method buckets[1] OBJC2_UNAVAILABLE;
};```
struct objc_protocol_list {
struct objc_protocol_list *next;
long count;
Protocol *list[1];
};```
struct objc_ivar_list {
int ivar_count OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
int space OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
/* variable length structure */
struct objc_ivar ivar_list[1] OBJC2_UNAVAILABLE;
}```
# 流程简介
举 ```objc_msgSend(obj, foo)``` 这个例子来说：
1. 首先，通过 obj 的 isa 指针找到它的 class ;
1. 在 class 的 method list 找 foo ;
1. 如果 class 中没到 foo，继续往它的 superclass 中找 ;
1. 一旦找到 foo 这个函数，就去执行它的实现IMP .
但这种实现有个问题，效率低。但一个 class 往往只有 20% 的函数会被经常调用，可能占总调用次数的 80% 。每个消息都需要遍历一次 ```objc_method_list``` 并不合理。如果把经常被调用的函数缓存下来，那可以大大提高函数查询的效率。这也就是 ```objc_class``` 中另一个重要成员 ```objc_cache``` 做的事情 - 再找到 foo 之后，把 foo 的 ```method_name``` 作为 key ，```method_imp``` 作为 value 给存起来。当再次收到 foo 消息的时候，可以直接在 cache 里找到，避免去遍历 ```objc_method_list```.
#动态方法解析和转发
在上面的例子中，如果 foo 没有找到会发生什么？通常情况下，程序会在运行时挂掉并抛出 unrecognized selector sent to … 的异常。但在异常抛出前，Objective-C 的运行时会给你三次拯救程序的机会：
1. Method resolution
1. Fast forwarding
1. Normal forwarding
#总结
Objective-C 中给一个对象发送消息会经过以下几个步骤：
1. 在对象类的 dispatch table 中尝试找到该消息。如果找到了，跳到相应的函数IMP去执行实现代码；
1. 如果没有找到，Runtime 会发送 ```+resolveInstanceMethod:``` 或者 ```+resolveClassMethod: ```尝试去 resolve 这个消息；
1. 如果 resolve 方法返回 NO，Runtime 就发送 ```-forwardingTargetForSelector:``` 允许你把这个消息转发给另一个对象；
1. 如果没有新的目标对象返回， Runtime 就会发送 ```-methodSignatureForSelector:``` 和 ```-forwardInvocation: ```消息。你可以发送 ```-invokeWithTarget: ```消息来手动转发消息或者发送 ```-doesNotRecognizeSelector:``` 抛出异常。
# 参考文章
[模板文章](http://tech.glowing.com/cn/objective-c-runtime/)
[Method Swizzling](http://tech.glowing.com/cn/method-swizzling-aop/)
[Objective-C Runtime](http://justsee.iteye.com/blog/2163777)
[iOS中runtime的使用总结](http://blog.csdn.net/mr_yong/article/details/50330151)
[iOS中的runtime应用](http://www.jianshu.com/p/364eab29f4f5)
[深入理解RunLoop](http://blog.ibireme.com/2015/05/18/runloop/)