使用场景
- 动态改变方法
- Method Swizzling
- NSSelectorFromString、NSClassFromString
- 动态添加方法
- 动态绑定属性
- 动态遍历属性和方法（数据转对象）
......
定义
Objective C语言把能在运行期做的事情就推迟到运行期再决定。这就意味着，Objective C不仅需要一个编译器，而且需要一个运行期环境。这个运行期环境就是Runtime。
selector：透明的数据结构，可以理解为C String
SEL：是指向一个C String的指针，方法名，字符串指针类型
typedef struct objc_selector *SEL
- id：指向一个类的实例对象
typedef struct objc_object *id;
- objc_object：保存了一个指向Objective-C对应类的指针
struct objc_object{
Class isa OBJC_ISA AVAILABILITY;
}
- Class：指向Objective-C类对象（objc_class) 的一个指针
typedef struct objc_class *Class;
- objc_class: Objective-C类对象结构体
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;
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */
- IMP：指向实际执行函数体的函数指针，参数id是一个对象，消息接受者，SEL方法名
#if !OBJC_OLD_DISPATCH_PROTOTYPES
typedef void (*IMP)(void /* id, SEL, ... */ );
#else
typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);
#endif
- Method：指向Objc中方法的指针
typedef struct objc_method *Method
- objc_method：
struct objc_method {
SEL method_name OBJC2_UNAVAILABLE;
char *method_types OBJC2_UNAVAILABLE;
IMP method_imp OBJC2_UNAVAILABLE;
}
- _cmd：SEL类型的一个变量，Objc函数的前两个隐藏参数为self和_cmd
- Ivar：objc中的实例变量
typedef struct objc_ivar *Ivar;
//objc_ivar 结构体
struct objc_ivar {
char *ivar_name OBJC2_UNAVAILABLE;
char *ivar_type OBJC2_UNAVAILABLE;
int ivar_offset OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
int space OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
}
消息机制
ObjC中的实例方法
//oc中调用方法
[receiver doSomething];
//编译后
objc_msgSend (receiver, selector)
objc_msgSend:
- self为消息的接收者
- op为selector（字符串指针）
- ...参数数组
id objc_msgSend (id self, SEL op, ...)
Runtime找到方法执行体的过程：
- 调用者调用方法
- objc_msgSend中的参数id self
- 通过实例id self 的Class isa 找到其类对象objc_object
- 通过objc_class的methodLists找到其方法列表
- 在表中找到对应的方法执行体
- 执行方法，返回值给调用者
ObjC中的类方法
实例对象又类对象创建，类对象保存了实例对象的方法列表。
objc_class中的isa指向的Class类型中保存类方法。Class类型即类元对象。
类对象由类元对象（meta class）创建，类元对象保存类类对象的类方法，类名字等信息。类元对象和类对象都是Class类型，只不过服务的对象不同。类元对象由NSObject类元对象创建。
Class class = [CustomObject class];//类对象
Class metaClass = object_getClass(class);//类元对象
Class metaOfMetaClass = object_getClass(metaClass);//NSObject类元对象
Class rootMetaClass = object_getClass(metaOfMetaClass);//NSObject类元对象的类元对象
SuperClass
ObjC作为面向对象语言，其类的继承关系如下：
CustomObject --> NSObject --> nil (-->SuperClass)
ClassCache
为了避免每次调用方法都查询一次Method list的分发表（dispatch table）于是就引入了Class Cache.
Class Cache认为，当一个方法被调用，那么它之后被调用的可能性比较大。
已alloc和init方法为例：
CustomObject *obj = [[CustomObject alloc] init];
- alloc是类方法，沿着isa找到CustomObject类元对象，发现没有实现alloc
- 沿着super，找到NSObject类元方法，执行alloc方法，并把alloc加入到NSObject类元对象的ClassCache中
- init是实例方法，沿着isa找到了CustomObject的类对象，发现没有实现init
- 沿着super，找到NSObject类对象，执行init，并把init加入到NSObject类对象的ClassCache中
alloc方法，初始化isa，其他所有属性设为0
NSObject的init方法返回self，其余子类要用super init进行必要的初始化工作。
alloc和init可能返回不同的对象
NSObject
NSObject类除了定义一些基本方法，如description、alloc等。
也定义了一些Runtime的基础方法，从isa和superclass的流程可知，NSObject是整个消息机制的核心。
//method swizzling核心方法
+ initialize //一个类接受第一条消息之前
+ load //一个类加载到Runtime时调用，一次
//检查是否可以想实例对象发送某条消息
+(BOOL) instanceRespondToSelector:(SEL)aSelector
- respondToSelector:
//向对象发送消息
- (id) performSelector:(SEL) aSelector
- performSelector:withObject:
- performSelector:withObject:withObject:
...
//动态消息转发处理机制
+ resolveInstanceMethod:
- forwardingTargetForSelector：
- forwardInvocation:
对象无法处理实例方法
在ObjC中，对一个对象发送一个它没有实现的Selector是完全合法的，这样做可以隐藏某一个消息背后实现，也可以模拟多继承（OC不支持多继承）。这个机制就是动态转发机制。
//动态消息转发处理机制
+ resolveInstanceMethod:
- forwardingTargetForSelector：
- forwardInvocation:
- 首先类使用resolveInstanceMethod自己处理接受到的实例方法。
动态为实例方法提供一个实现。这个方法在Objective C消息转发机制之前被调用。如果 respondsToSelector或者instancesRespondToSelector: 被调用,可以为改Selector提供动态的实现者。
调用未声明的实例方法（动态添加实例方法）
#import "ViewController.h"
#import
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wundeclared-selector"
[self performSelector:@selector(dynamicSelector) withObject:nil];
#pragma clang diagnostic pop
}
void myMehtod(id self,SEL _cmd){
NSLog(@"This is added dynamic");
}
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wundeclared-selector"
if (sel == @selector(dynamicSelector)) {
#pragma clang diagnostic pop
class_addMethod([self class],sel, (IMP)myMehtod,"v@:");
return YES;
}else{
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
}
@end
函数class_addMethod的作用是给一个类添加实例方法
BOOL class_addMethod (Class cls, SEL name, IMP imp, const char * types)
- cls 添加方法的类
- name selector名称
- imp 具体实现
- types 参数编码
c char
i int
s short
l long // l is treated as a 32-bit quantity on 64-bit programs.
q A long long
C An unsigned char
I An unsigned int
S An unsigned short
L An unsigned long
Q An unsigned long long
f A float
d A double
B A C++ bool or a C99 _Bool
v A void
*A character string (char *)
@ An object (whether statically typed or typed id)
"#" -- A class object (Class)
":" -- A method selector (SEL)
"[array type]" -- An array
"{name=type...}" -- A structure
"(name=type...)" -- A union
bnum A bit field of num bits
^type A pointer to type
? An unknown type (among other things, this code is used for function pointers)
返回值YES：本类可以处理
NO：需要消息转发
- 本类无法处理时，调用forwardingTargetForSelector方法，简单的将任务转发给另一个对象
#import "ViewController.h"
#import
@interface CustomObject : NSObject
-(void)dynamicSelector;
@end
@implementation CustomObject
-(void)dynamicSelector{
NSLog(@"hello world");
}
@end
@interface ViewController ()
@property (strong,nonatomic)CustomObject * myObj;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.myObj = [[CustomObject alloc] init];
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wundeclared-selector"
[self performSelector:@selector(dynamicSelector) withObject:nil];
#pragma clang diagnostic pop
}
-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wundeclared-selector"
if (aSelector == @selector(dynamicSelector) && [self.myObj respondsToSelector:@selector(dynamicSelector)]) {
return self.myObj;
}else{
return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
#pragma clang diagnostic pop
}
@end
*前两次无法处理时，调用forwardInvocation转发给其他类，返回值仍然返回给最初的Selector
#import "ViewController.h"
#import
@interface CustomObject : NSObject
-(void)dynamicSelector;
@end
@implementation CustomObject
-(void)dynamicSelector{
NSLog(@"hello world");
}
@end
@interface ViewController ()
@property (strong,nonatomic)CustomObject * myObj;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.myObj = [[CustomObject alloc] init];
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wundeclared-selector"
[self performSelector:@selector(dynamicSelector) withObject:nil];
#pragma clang diagnostic pop
}
-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
if ([self.myObj respondsToSelector:[anInvocation selector]]) {
[anInvocation invokeWithTarget:self.myObj];
}else{
[super forwardInvocation:anInvocation];
}
}
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
return [CustomObject instanceMethodSignatureForSelector:aSelector];
}
@end
消息转发机制使得OC可以进行”多继承”,比如有一个消息中心负责处理消息，这个消息中心很多个类都要用，继承或者聚合都不是很好的解决方案，使用单例看似可以，但单例的缺点也是很明显的。这时候，把消息转发给消息中心，无疑是一个较好的解决方案。
Runtime实用
增删改查类的属性和方法，协议，Block
如使用SEL属性动态执行方法
#import "ViewController.h"
#import
@interface ViewController ()
@property (nonatomic)SEL methodToInvoke;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
int a = arc4random() % 2;
_methodToInvoke = NSSelectorFromString([[self numToSelector] objectForKey:@(a)]);
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Warc-performSelector-leaks"
[self performSelector:_methodToInvoke withObject:nil];
#pragma clang diagnostic pop
}
-(NSDictionary *)numToSelector{
return @{@(0):@"method1",
@(1):@"method2"};
}
-(void)method1{
NSLog(@"method1");
}
-(void)method2{
NSLog(@"method2");
}
@end
- 动态改变方法的执行体
- Method Swizzling
- NSSelectorFromString，NSClassFromString…
- 动态添加属性（主要是类别）
- 动态遍历属性和方法，动态为类添加方法（写Model类的wrapper很有用）
- 消息转发机制使得架构更容易