ios 模式讲解runtime & runloop

转自掘金链接：https://juejin.im/post/593f77085c497d006ba389f0

相信对于从事开发人员来说 runtime 这个名称都不陌生，就像我起初只知道「 runtime 叫运行时 」，后来知道 runtime 同样可以像 KVC 一样访问私有成员变量，还有「 给类动态添加属性：LNTextField.placeholderColor || 交换方法：imageNamed => ln_imageNamed 」，还有深入的 「 消息机制的调用流程 || 字典转模型 || 实现NSCoding归解档 」以及我们常说的“黑魔法” 是什么？

runtime 是编程中比较难的模块，想要深入学习，这个模块你必须掌握，同样还有写的另一篇 runloop 模块，下面是我对 runtime 的整理，从零开始，由浅入深，且带了几个 Runtime 实践场景 --> 大厂来的工友们可选择性路过。

 

 

 

目录： ?、 ?‍?、?

1. runtime.h释义
2. 消息机制 1.示例：方法调用，是否真的是转换为消息机制？ 2.objc_msgSend 参数概念释义
3. 消息机制（方法调用流程）
4. 常见作用
5. 开发场景「工作掌握」 1.交换方法 2.给系统分类动态添加属性 3.字典转模型（Runtime 考虑三种情况实现）
6. 其它作用「面试熟悉」 1.动态添加方法 2.动态变量控制 3.实现NSCoding的自动归档和解档 4.runtime 部分函数 5.method swizzling（俗称黑魔法）
7. 一道面试题的注解
8. 模块博文推荐(❤️数量较多)
9. Runtime & Runloop 常面问题整理（附答案）
10. Demo 重要的部分代码中都有相应的注解和文字打印，运行程序可以很直观的表现
11. iOS 模块注解—「Runloop面试、工作」看我就 ? 了 ^_^.

释义

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Objective-C 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放到了 runtime 运行时来处理，可以说 runtime 是我们 Objective-C 幕后工作者。

• 1、runtime（简称运行时），是一套 纯C(C和汇编)写的API。而 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。

• 2、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。

• 3、运行时机制原理：OC的函数调用称为消息发送，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。

• 4、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，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。

消息机制

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我们写 OC 代码，它在运行的时候也是转换成了 runtime方式运行的。任何方法调用本质：就是发送一个消息（用 runtime发送消息，OC 底层实现通过 runtime实现），每一个 OC 的方法，底层必然有一个与之对应的 runtime方法。

 

 

 

验证示例：方法调用，是否真的是转换为消息机制？

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。注解： 1、必须要导入头文件 #import 2、我们导入系统的头文件，一般用尖括号。 3、OC 解决消息机制方法提示步骤【查找build setting-> 搜索msg-> objc_msgSend（YES --> NO）】 4、最终生成消息机制，编译器做的事情，最终代码，需要把当前代码用xcode重新编译，【clang -rewrite-objc main.m查看最终生成代码】，示例：cd main.m --> 输入前面指令，就会生成 .opp文件(C++代码)5、这里一般不会直接导入

 

 

示例代码：OC 方法 <--> runtime 方法

说明：
eat(无参) 和 run(有参NSInteger) 是 LNPerson模型类中的私有方法「runtime 作用：可以调用私有方法」
示例分别以 OC写法 和 最底层写法 对照验证.
- (void)msgSend
{
    // 方法一：
    //id objc = [NSObject alloc];
    LNPerson *person = objc_msgSend(objc_getClass("LNPerson"), sel_registerName("alloc"));
    
    //objc = [objc init];
    person = objc_msgSend(person, sel_registerName("init"));
    
    // 调用
    //[objc eat];
    //[objc run:10];
    objc_msgSend(person,@selector(eat)); // 无参
    objc_msgSend(person,@selector(run:),10); // 有残
}
/
 注解：
    // 用最底层写
    objc_getClass(const char *name) 获取当前类
    sel_registerName(const char *str) 注册个方法编号
    objc_msgSend(id self：谁发送消息, SEL op：发送什么消息, ...)
    让LNPerson这个类对象发送了一个alloc消息，返回一个分配好的内存对象给你，再发送一个消息初始化.
 */

// 方法二：
#pragma mark - 也许下面这种好理解一点
- (void)test
{
    // id objc = [NSObject alloc];
    id objc = objc_msgSend([NSObject class], @selector(alloc));
    
    // objc = [objc init];
    objc = objc_msgSend(objc, @selector(eat));
    
}
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objc_msgSend 参数概念

/
 objc_msgSend(<#id  _Nullable self#>, <#SEL  _Nonnull op, ...#>)

 1、objc_msgSend
    这是个最基本的用于发送消息的函数。
    其实编译器会根据情况在`objc_msgSend`， `objc_msgSend_stret`,，`objc_msgSendSuper`， 或 `objc_msgSendSuper_stret` 四个方法中选择一个来调用。如果消息是传递给超类，那么会调用名字带有 `Super` 的函数；如果消息返回值是数据结构而不是简单值时，那么会调用名字带有`stret`的函数。
 
 2、SEL
    `objc_msgSend`函数第二个参数类型为`SEL`，它是`selector`在Objc中的表示类型（Swift中是Selector类）。`selector`是方法选择器，可以理解为区分方法的 `ID`，而这个 `ID` 的数据结构是`SEL`:
    `typedef struct objc_selector *SEL;`
    其实它就是个映射到方法的C字符串，你可以用 Objc 编译器命令`@selector()``或者 Runtime` 系统的`sel_registerName`函数来获得一个`SEL`类型的方法选择器。
 
 3、id
    `objc_msgSend`第一个参数类型为`id`，大家对它都不陌生，它是一个指向类实例的指针：
    `typedef struct objc_object *id;`
    那`objc_object`又是啥呢：
    `struct objc_object { Class isa; };`
    `objc_object`结构体包含一个`isa`指针，根据`isa`指针就可以顺藤摸瓜找到对象所属的类。
 */
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消息机制「方法调用流程」

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面试：消息机制方法调用流程

怎么去调用eat方法，对象方法：(保存到类对象的方法列表) ，类方法：(保存到元类(Meta Class)中方法列表)。 1、OC 在向一个对象发送消息时，runtime 库会根据对象的 isa指针找到该对象对应的类或其父类中查找方法。。 2、注册方法编号（这里用方法编号的好处，可以快速查找）。 3、根据方法编号去查找对应方法。 4、找到只是最终函数实现地址，根据地址去方法区调用对应函数。

补充：一个objc 对象的 isa 的指针指向什么？有什么作用？ 每一个对象内部都有一个isa指针，这个指针是指向它的真实类型，根据这个指针就能知道将来调用哪个类的方法。

常见作用

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/
 1、动态交换两个方法的实现
 2、动态添加属性
 3、实现字典转模型的自动转换
 4、动态添加方法
 5、拦截并替换方法
 6、实现 NSCoding 的自动归档和解档

补充常用runtime示例：Demo中有体现
    1.添加属性和交换方法示例：UITextField占位文字颜色placeholderColor
    2.交换方法示例：交换dealloc方法实现，添加功能那个控制器被销毁了
 */
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开发场景「工作掌握」

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runtime 交换方法

场景：当第三方框架 或者 系统原生方法功能不能满足我们的时候，我们可以在保持系统原有方法功能的基础上，添加额外的功能。

需求：加载一张图片直接用[UIImage imageNamed:@"image"];是无法知道到底有没有加载成功。给系统的imageNamed添加额外功能（是否加载图片成功）。 方案一：继承系统的类，重写方法.（弊端：每次使用都需要导入） 方案二：使用 runtime，交换方法.

实现步骤： 1、给系统的方法添加分类 2、自己实现一个带有扩展功能的方法 3、交换方法,只需要交换一次,

场景代码：方法+调用+打印输出

#import "UIImage+Image.h"
#import 

@implementation UIImage (Image)

/
 看清楚下面是不会有死循环的
    调用 imageNamed => ln_imageNamed
    调用 ln_imageNamed => imageNamed
 */
// 加载图片 且 带判断是否加载成功
+ (UIImage *)ln_imageNamed:(NSString *)name {
    
    UIImage *image = [UIImage ln_imageNamed:name];
    if (image) {
        NSLog(@"runtime交互方法 -> 图片加载成功");
    } else {
        NSLog(@"runtime交互方法 -> 图片加载失败");
    }
    return image;
}

/
 注解：
    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
    所以第二步，我们要 自己实现一个带有扩展功能的方法.
 + (UIImage *)imageNamed:(NSString *)name {
 
 }
 */


/
 作用：把类加载进内存的时候调用,只会调用一次
 调用：方法应先交换，再去调用
 */
+ (void)load {
    
    // 1.获取 imageNamed方法地址
    Method imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:));
    // 2.获取 ln_imageNamed方法地址
    Method ln_imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(ln_imageNamed:));
    
    // 3.交换方法地址，相当于交换实现方式;「method_exchangeImplementations 交换两个方法的实现」
    method_exchangeImplementations(imageNamedMethod, ln_imageNamedMethod);
}

- - -
//方案一：先搞个分类，定义一个能加载图片并且能打印的方法+ (instancetype)imageWithName:(NSString *)name;
//方案二：交换 imageNamed 和 ln_imageNamed 的实现，就能调用 imageNamed，间接调用 ln_imageNamed 的实现。
- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    self.imageView.image = [UIImage imageNamed:@"白水ln"];
}

- - -
// 打印输出
2016-03-17 17:52:14.693 runtime[12761:543574] runtime交互方法 -> 图片加载成功
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总结： 我们所做的就是在方法调用流程第三步的时候，交换两个方法地址指向。而且我们改变指向要在系统的imageNamed:方法调用前，所以将代码写在了分类的load方法里。最后当运行的时候系统的方法就会去找我们的方法的实现。

给系统分类动态添加属性

场景：给系统的类添加额外属性的时候，可以使用runtime动态添加属性方法。原理：给一个类声明属性，其实本质就是给这个类添加关联，并不是直接把这个值的内存空间添加到类存空间。注解：给系统 NSObject添加一个分类，我们知道在分类中是不能够添加成员属性的，虽然我们用了@property，但是仅仅会自动生成get和set方法的声明，并没有带下划线的属性和方法实现生成。但是我们可以通过runtime就可以做到给它方法的实现。

需求：给系统 NSObject 类动态添加属性 name字符串。

场景代码：方法+调用+打印

#import 
@interface NSObject (Property)

@property NSString *name;
@end

- - -
#import "NSObject+Property.h"
#import 
//#import 

@implementation NSObject (Property)

- (NSString *)name
{
    // 利用参数key 将对象object中存储的对应值取出来
    return objc_getAssociatedObject(self, @"name");
}

- (void)setName:(NSString *)name
{
    /**
     将某个值跟某个对象关联起来，将某个值存储到某个对象中
     objc_setAssociatedObject(<#id  _Nonnull object#>：给哪个对象添加属性, <#const void * _Nonnull key#>：属性名称, <#id  _Nullable value#>：属性值, <#objc_AssociationPolicy policy#>：保存策略)
     */
    objc_setAssociatedObject(self, @"name", name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    NSLog(@"name---->%p",name);
}
@end

// 调用
NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
objc.name = @"CoderLN";
NSLog(@"runtime动态添加属性name==%@",objc.name);

// 打印输出
2016-03-17 19:37:10.530 runtime[12761:543574] runtime动态添加属性name == CoderLN
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总结： 其实，属性赋值的本质，就是让属性与一个对象产生关联，所以要给NSObject的分类的name属性赋值就是让name和NSObject产生关联，而runtime可以做到这一点。

字典转模型

字典转模型的方式：

• 给模型中属性，在 .m 依次赋值（初学者）。
• 字典转模型 KVC 实现
  • 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。
  • 分析：模型中的属性和字典的key不一一对应，系统就会调用setValue:forUndefinedKey:报错。
  • 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。
• 字典转模型 Runtime 实现

  • 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（从提醒：字典中取值，不一定要全部取出来）；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实现字典转模型。

  • 考虑情况： 1、当字典的key和模型的属性匹配不上。 2、模型中嵌套模型（模型属性是另外一个模型对象）。 3、数组中装着模型（模型的属性是一个数组，数组中是一个个模型对象）。

  • 注解： 根据上面的三种特殊情况，先是字典的key和模型的属性不对应的情况。不对应有两种，一种是字典的键值大于模型属性数量，这时候我们不需要任何处理，因为runtime是先遍历模型所有属性，再去字典中根据属性名找对应值进行赋值，多余的键值对也当然不会去看了；另外一种是模型属性数量大于字典的键值对，这时候由于属性没有对应值会被赋值为nil，就会导致crash，我们只需加一个判断即可。考虑三种情况下面一一注解

• MJExtension 字典转模型实现
  • 底层也是对 runtime的封装，才可以把一个模型中所有属性遍历出来。（我之所以看不懂，是MJ封装了很多层而已^_^.）。

示例：runtime 字典转模型考虑三种情况

 

 

1、runtime 字典转模型-->字典的 key 和模型的属性不匹配「模型属性数量大于字典键值对数」，这种情况处理如下：

#import "NSObject+Model.h"
#import 

@implementation NSObject (Model)

// 思路：利用runtime 遍历模型中所有属性，根据模型中属性,去字典中取出对应的value给模型属性赋值
+ (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict
{
    // 1.创建对应的对象
    id objc = [[self alloc] init];
    
    // 2.利用runtime给对象中的属性赋值
    /**
      获取类中的所有成员变量
        class_copyIvarList(Class _Nullable cls：表示获取哪个类中的成员变量, unsigned int * _Nullable outCount：表示这个类有多少成员变量，传入一个Int变量地址，会自动给这个变量赋值)
      返回值Ivar * =
        指的是一个ivar数组，会把所有成员属性放在一个数组中，通过返回的数组就能全部获取到
     */
    // 成员变量个数
    unsigned int count = 0;
    // 获取类中的所有成员变量
    Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);

    // 遍历所有成员变量
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        // 根据角标，从数组取出对应的成员变量（Ivar：成员变量,以下划线开头）
        Ivar ivar = ivarList[i];
        
        // 获取成员变量名字
        NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
        
        // 处理成员变量名，字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)
        NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
        
        // 根据成员属性名去字典中查找对应的value
        id value = dict[key];
        
        //【如果模型属性数量大于字典键值对数理，模型属性会被赋值为nil】
        // 而报错 (could not set nil as the value for the key age.)
        if (value) {
            // 给模型中属性赋值
            [objc setValue:value forKey:key];
        }
    }
    return objc;
}
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注解： 这里在获取模型类中的所有属性名，是采取 class_copyIvarList先获取成员变量（以下划线开头） ，然后再处理成员变量名，字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取) 得到属性名。

原因：

{
    int _a; // 成员变量
}
@property (nonatomic, assign) NSInteger attitudes_count; // 属性

`Ivar：成员变量，以下划线开头`，
`Property 属性`
`class_copyPropertyList` 获取类里面属性 
`class_copyIvarList` 获取类中的所有成员变量 
这里有成员变量，就不会漏掉属性；如果有属性，可能会漏掉成员变量；
使用`runtime`字典转模型获取模型属性名的时候，最好获取成员属性名`Ivar`因为可能会有个属性是没有`setter`和`getter`方法的。
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2、runtime 字典转模型-->模型中嵌套模型「模型属性是另外一个模型对象」，这种情况处理如下：

// 思路：利用runtime 遍历模型中所有属性，根据模型中属性,去字典中取出对应的value给模型属性赋值
+ (instancetype)modelWithDict2:(NSDictionary *)dict
{
    // 1.创建对应的对象
    id objc = [[self alloc] init];
    
    // 2.利用runtime给对象中的属性赋值
    // 成员变量个数
    unsigned int count = 0;
    // 获取类中的所有成员变量
    Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
    
    // 遍历所有成员变量
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        // 根据角标，从数组取出对应的成员变量（Ivar：成员变量,以下划线开头）
        Ivar ivar = ivarList[i];
        
        // 获取成员变量名字
        NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
        // 获取成员变量类型
        NSString *ivarType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
        
        // 替换: @\"User\" -> User
        ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\"" withString:@""];
        ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@" withString:@""];
        
        // 处理成员变量名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)
        NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
        
        // 根据成员属性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
        // 判断下value是否是字典,并且是自定义对象才需要转换
        if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![ivarType hasPrefix:@"NS"]) {
            
            // 字典转换成模型 userDict => User模型, 转换成哪个模型
            // 根据字符串类名生成类对象
            Class modelClass = NSClassFromString(ivarType);
            
            if (modelClass) { // 有对应的模型才需要转
                // 把字典转模型
                value = [modelClass modelWithDict2:value];
            }
        }
        
        // 给模型中属性赋值
        if (value) {
            [objc setValue:value forKey:key];
        }
    }
    return objc;
}
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3、runtime 字典转模型-->数组中装着模型「模型的属性是一个数组，数组中是字典模型对象」，这种情况处理如下：

// 思路：利用runtime 遍历模型中所有属性，根据模型中属性,去字典中取出对应的value给模型属性赋值
+ (instancetype)modelWithDict3:(NSDictionary *)dict
{
    // 1.创建对应的对象
    id objc = [[self alloc] init];
    
    // 2.利用runtime给对象中的属性赋值
    // 成员变量个数
    unsigned int count = 0;
    // 获取类中的所有成员变量
    Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
    
    // 遍历所有成员变量
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        // 根据角标，从数组取出对应的成员变量（Ivar：成员变量,以下划线开头）
        Ivar ivar = ivarList[i];
        
        // 获取成员变量名字
        NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
        
        // 处理成员属性名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)
        NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
        
        // 根据成员属性名去字典中查找对应的value
        id value = dict[key];
        
        
        //--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
        //
        
        // 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
            // arrayContainModelClass 提供一个协议，只要遵守这个协议的类，都能把数组中的字典转模型
            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 modelWithDict3:dict];
                    [arrM addObject:model];
                }
                
                // 把模型数组赋值给value
                value = arrM;     
            }
        }
        
        // 如果模型属性数量大于字典键值对数理，模型属性会被赋值为nil,而报错
        if (value) {
            // 给模型中属性赋值
            [objc setValue:value forKey:key];
        }
    }
    return objc;
}
复制代码

 

 

 

总结： 我们既然能获取到属性类型，那就可以拦截到模型的那个数组属性，进而对数组中每个模型遍历并字典转模型，但是我们不知道数组中的模型都是什么类型，我们可以声明一个方法，该方法目的不是让其调用，而是让其实现并返回模型的类型。

这里提到的你如果不是很清楚，建议参考我的Demo，重要的部分代码中都有相应的注解和文字打印，运行程序可以很直观的表现。

其它作用「面试熟悉」

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动态添加方法

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。

注解：OC 中我们很习惯的会用懒加载，当用到的时候才去加载它，但是实际上只要一个类实现了某个方法，就会被加载进内存。当我们不想加载这么多方法的时候，就会使用到 runtime动态的添加方法。

需求：runtime 动态添加方法处理调用一个未实现的方法 和 去除报错。

场景代码：方法+调用+打印输出

#import "Person.h"
#import 

@implementation Person

/**
 调用：只要一个对象调用了一个未实现的方法就会调用这个方法,进行处理
 作用：动态添加方法,处理未实现
 注解：任何方法默认都有两个隐式参数,self,_cmd（当前方法的方法编号）
 */
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    
    if (sel == NSSelectorFromString(@"roll:")) {
        /**
         class_addMethod(<#Class  _Nullable __unsafe_unretained cls#>：给哪个类添加方法, <#SEL  _Nonnull name#>：添加哪个方法，即添加方法的方法编号, <#IMP  _Nonnull imp#>：方法实现 => 函数 => 函数入口 => 函数名（添加方法的函数实现（函数地址））, <#const char * _Nullable types#>：方法类型，(返回值+参数类型) v:void @:对象->self :表示SEL->_cmd)
         */
        // 给类添加roll:滚了多远方法
        class_addMethod(self, sel, (IMP)LNRoll, "v@:@");
        
        return YES;
    }
    
    if ([NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"go:"]) {
        // 给类添加go:走了多远方法
        class_addMethod(self, sel, (IMP)LNGO, "v@:@");
        return YES;
    }
    
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

// 调用
Person *p = [[Person alloc] init];
// 执行某个方法
[p performSelector:@selector(roll:) withObject:@"11"];
[p performSelector:@selector(go:) withObject:@10];

// 打印输出
2016-03-17 19:05:03.917 runtime[12761:543574] 我滚了 11 米远的屎蛋
2016-03-17 19:05:04.617 runtime[12761:543574] 我走了 10 公里才到的家 
复制代码

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实现NSCoding的自动归档和解档

如果你实现过自定义模型数据持久化的过程，那么你也肯定明白，如果一个模型有许多个属性，那么我们需要对每个属性都实现一遍encodeObject和 decodeObjectForKey方法，如果这样的模型又有很多个，这还真的是一个十分麻烦的事情。下面来看看简单的实现方式。

假设现在有一个Movie类，有3个属性。先看下 .h文件

// Movie.h文件
//1. 如果想要当前类可以实现归档与反归档，需要遵守一个协议NSCoding
@interface Movie : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *movieId;
@property (nonatomic, copy) NSString *movieName;
@property (nonatomic, copy) NSString *pic_url;
@end
复制代码

如果是正常写法，.m 文件应该是这样的：

// Movie.m文件
@implementation Movie

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder
{
    [aCoder encodeObject:_movieId forKey:@"id"];
    [aCoder encodeObject:_movieName forKey:@"name"];
    [aCoder encodeObject:_pic_url forKey:@"url"];

}

- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
    if (self = [super init]) {
        self.movieId = [aDecoder decodeObjectForKey:@"id"];
        self.movieName = [aDecoder decodeObjectForKey:@"name"];
        self.pic_url = [aDecoder decodeObjectForKey:@"url"];
    }
    return self;
}
@end
复制代码

如果这里有100个属性，那么我们也只能把100个属性都给写一遍吗。 不过你会使用runtime后，这里就有更简便的方法，如下。

#import "Movie.h"
#import 
@implementation Movie

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder

{
    unsigned int count = 0;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList([Movie class], &count);

    for (int i = 0; i

这样的方式实现，不管有多少个属性，写这几行代码就搞定了。 下面看看更加简便的方法：两句代码搞定。

#import "Movie.h"
#import 

#define encodeRuntime(A) \
\
unsigned int count = 0;\
Ivar *ivars = class_copyIvarList([A class], &count);\
for (int i = 0; i

优化： 上面是encodeWithCoder和 initWithCoder这两个方法抽成宏。我们可以把这两个宏单独放到一个文件里面，这里以后需要进行数据持久化的模型都可以直接使用这两个宏。

runtime 下Class的各项操作

1、runtime 部分函数

#warning - 以下为功能模块相关的方法示例, 具体方法作用、使用、注解请移步 -> github.com/CoderLN
以下的这些方法应该算是`runtime`在实际场景中所应用的大部分的情况了，平常的编码中差不多足够用了。

 0、class_copyPropertyList 获取类中所有的属性
        objc_property_t *propertyList = class_copyPropertyList([self class], &count);
        for (unsigned int i=0; i%@", [NSString stringWithUTF8String:propertyName]);
        }

 0、class_copyMethodList 获取类的所有方法
        Method *methodList = class_copyMethodList([self class], &count);
        for (unsigned int i; i%@", NSStringFromSelector(method_getName(method)));
        }

 0、class_copyIvarList 获取类中所有的成员变量（outCount 会返回成员变量的总数）
        Ivar *ivarList = class_copyIvarList([self class], &count);
        for (unsigned int i; i%@", [NSString stringWithUTF8String:ivarName]);
        }
 
 0、class_copyProtocolList 获取协议列表
    __unsafe_unretained Protocol **protocolList = class_copyProtocolList([self class], &count);
    for (unsigned int i; i%@", [NSString stringWithUTF8String:protocolName]);
    }
 
 0、object_getClass 获得类方法
        Class PersonClass = object_getClass([Person class]);
        SEL oriSEL = @selector(test1);
        Method oriMethod = _class_getMethod(xiaomingClass, oriSEL);
 
 0、class_getInstanceMethod 获得实例方法
        Class PersonClass = object_getClass([xiaoming class]);
        SEL oriSEL = @selector(test2);
        Method cusMethod = class_getInstanceMethod(xiaomingClass, oriSEL);
 
 0、class_addMethod 动态添加方法
        BOOL addSucc = class_addMethod(xiaomingClass, oriSEL, method_getImplementation(cusMethod), method_getTypeEncoding(cusMethod));
 
 0、class_replaceMethod 替换原方法实现
        class_replaceMethod(toolClass, cusSEL, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));
 
 0、method_exchangeImplementations 交换两个方法的实现
        method_exchangeImplementations(method1, method2);

 0、根据名字得到类变量的Ivar指针，但是这个在OC中好像毫无意义
    Ivar oneCVIvar = class_getClassVariable([Person class], name);

 0、根据名字得到实例变量的Ivar指针
    Ivar oneIVIvar = class_getInstanceVariable([Person class], name);

 0、找到后可以直接对私有成员变量赋值（强制修改name属性）
    object_setIvar(_per, oneIVIvar, @"age");


 0、动态添加方法
    class_addMethod([person class]：Class cls 类型, @selector(eat)：待调用的方法名称, (IMP)myAddingFunction：(IMP)myAddingFunction，IMP是一个函数指针，这里表示指定具体实现方法myAddingFunction, 0：0代表没有参数);

 0、获得某个类的类方法
    Method class_getClassMethod(Class cls , SEL name)

 0、获得成员变量的名字
    const char *ivar_getName(Ivar v);

 0、将某个值跟某个对象关联起来，将某个值存储到某个对象中
    void objc_setAssociatedObject(id object：表示关联者，是一个对象，变量名理所当然也是object , const void *key：获取被关联者的索引key ,id value ：被关联者 ,objc_AssociationPolicy policy：关联时采用的协议，有assign，retain，copy等协议，一般使用OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)

 0、利用参数key 将对象object中存储的对应值取出来
    id objc_getAssociatedObject(id object , const void *key)
 */
复制代码

method swizzling（俗称黑魔法）

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• 简单说就是进行方法交换
• 在Objective-C中调用一个方法，其实是向一个对象发送消息，查找消息的唯一依据是selector的名字。利用Objective-C的动态特性，可以实现在运行时偷换selector对应的方法实现，达到给方法挂钩的目的
• 每个类都有一个方法列表，存放着方法的名字和方法实现的映射关系，selector的本质其实就是方法名，IMP有点类似函数指针，指向具体的Method实现，通过selector就可以找到对应的IMP。

 

 

 

• 交换方法的几种实现方式
  • 利用 method_exchangeImplementations交换两个方法的实现
  • 利用 class_replaceMethod替换方法的实现
  • 利用 method_setImplementation来直接设置某个方法的IMP。

 

 

 

这里可以参考简友这篇：Runtime Method Swizzling开发实例汇总

一道面试题的注解

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下面的代码输出什么?

@implementation Son : NSObject
- (id)init
{
    self = [super init];
    if (self) {
        NSLog(@"%@", NSStringFromClass([self class]));
        NSLog(@"%@", NSStringFromClass([super class]));
    }
    return self;
}
@end
复制代码

先思考一下，会打印出来什么❓

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答案：都输出 Son

• class获取当前方法的调用者的类，superClass获取当前方法的调用者的父类，super仅仅是一个编译指示器，就是给编译器看的，不是一个指针。
• 本质：只要编译器看到super这个标志，就会让当前对象去调用父类方法，本质还是当前对象在调用

这个题目主要是考察关于objc中对 self和 super的理解：

• self是类的隐藏参数，指向当前调用方法的这个类的实例。而 super本质是一个编译器标示符，和 self是指向的同一个消息接受者

• 当使用 self调用方法时，会从当前类的方法列表中开始找，如果没有，就从父类中再找；

• 而当使用 super时，则从父类的方法列表中开始找。然后调用父类的这个方法

• 调用 [self class]时，会转化成 objc_msgSend函数

id objc_msgSend(id self, SEL op, ...)
- 调用 `[super class]`时，会转化成 `objc_msgSendSuper` 函数.

id objc_msgSendSuper(struct objc_super *super, SEL op, ...)
第一个参数是 objc_super 这样一个结构体，其定义如下
 struct objc_super {
 __unsafe_unretained id receiver;
 __unsafe_unretained Class super_class;
 };

第一个成员是 receiver, 类似于上面的 objc_msgSend函数第一个参数self
第二个成员是记录当前类的父类是什么，告诉程序从父类中开始找方法，找到方法后，最后内部是使用 objc_msgSend(objc_super->receiver, @selector(class))去调用， 此时已经和[self class]调用相同了，故上述输出结果仍然返回 Son

objc Runtime 开源代码对- (Class)class方法的实现
-(Class)class { return object_getClass(self); 
}
复制代码

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Runtime & Runloop 常面问题整理（附答案）

说明： 同一个面试问题并非只有一个答案，而同一个答案并不是在任何面试场合都有效，关键在于应聘者掌握了规律后，对面试的具体情况进行把握，有意识地揣摩面试官提出问题的心理 (真实问答)，要 get 的到问的点，然后答其所问，算是“ 投其所好 ”吧。

此面试题针对性的摘录整理，只为方便在面试路上准备的你。后续遇到针对 runtime&runloop 功能和常面相关，会及时在作者github 替换、补充 ~

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1、整理原文：2017年5月iOS招人心得（附面试题）

Runtime

1、objc在向一个对象发送消息时，发生了什么？ 2、什么时候会报unrecognized selector错误？iOS有哪些机制来避免走到这一步？ 3、能否向编译后得到的类中增加实例变量？能否向运行时创建的类中添加实例变量？为什么？ 4、runtime如何实现weak变量的自动置nil？ 5、给类添加一个属性后，在类结构体里哪些元素会发生变化？

RunLoop

1、runloop是来做什么的？runloop和线程有什么关系？主线程默认开启了runloop么？子线程呢？ 2、runloop的mode是用来做什么的？有几种mode？ 3、为什么把NSTimer对象以NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）添加到主运行循环以后，滑动scrollview的时候NSTimer却不动了？ 5、苹果是如何实现Autorelease Pool的？

//-------------------- 【我是分割线】 ---------------------//

整理原文：2017年iOS面试题总结，附上答案

Runtime

01
问题：objc在向一个对象发送消息时，发生了什么？
解答： 根据对象的 isa 指针找到类对象 id，在查询类对象里面的 methodLists 方法函数列表，如果没有在好到，在沿着 superClass ,寻找父类，再在父类 methodLists 方法列表里面查询，最终找到 SEL ,根据 id 和 SEL 确认 IMP（指针函数）,在发送消息；

03
问题： 什么时候会报unrecognized selector错误？iOS有哪些机制来避免走到这一步？
解答： 当发送消息的时候，我们会根据类里面的 methodLists 列表去查询我们要动用的SEL，当查询不到的时候，我们会一直沿着父类查询，当最终查询不到的时候我们会报 unrecognized selector错误，当系统查询不到方法的时候，会调用 +(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel 动态解释的方法来给我一次机会来添加，调用不到的方法。或者我们可以再次使用 -(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector重定向的方法来告诉系统，该调用什么方法，一来保证不会崩溃。

04
问题： 能否向编译后得到的类中增加实例变量？能否向运行时创建的类中添加实例变量？为什么？
解答： 1、不能向编译后得到的类增加实例变量 2、能向运行时创建的类中添加实例变量。【解释】：1. 编译后的类已经注册在 runtime 中,类结构体中的 objc_ivar_list 实例变量的链表和 instance_size 实例变量的内存大小已经确定，runtime会调用 class_setvarlayout 或 class_setWeaklvarLayout 来处理strong weak 引用.所以不能向存在的类中添加实例变量。2. 运行时创建的类是可以添加实例变量，调用class_addIvar函数. 但是的在调用 objc_allocateClassPair 之后，objc_registerClassPair 之前,原因同上.

05
问题：runtime如何实现weak变量的自动置nil？
解答：runtime 对注册的类， 会进行布局，对于 weak 对象会放入一个 hash 表中。 用 weak 指向的对象内存地址作为 key，当此对象的引用计数为0的时候会 dealloc，假如 weak 指向的对象内存地址是a，那么就会以a为键， 在这个 weak 表中搜索，找到所有以a为键的 weak 对象，从而设置为 nil。

06
问题： 给类添加一个属性后，在类结构体里哪些元素会发生变化？
解答：instance_size ：实例的内存大小；objc_ivar_list *ivars:属性列表

RunLoop

01
问题： runloop是来做什么的？runloop和线程有什么关系？主线程默认开启了runloop么？子线程呢？
解答： runloop: 从字面意思看：运行循环、跑圈，其实它内部就是do-while循环，在这个循环内部不断地处理各种任务（比如Source、Timer、Observer）事件。runloop和线程的关系：一个线程对应一个RunLoop，主线程的RunLoop默认创建并启动，子线程的RunLoop需手动创建且手动启动（调用run方法）。RunLoop只能选择一个Mode启动，如果当前Mode中没有任何Source(Sources0、Sources1)、Timer，那么就直接退出RunLoop。

02
问题： runloop的mode是用来做什么的？有几种mode？
解答： model:是runloop里面的运行模式，不同的模式下的runloop处理的事件和消息有一定的差别。系统默认注册了5个Mode:（1）kCFRunLoopDefaultMode: App的默认 Mode，通常主线程是在这个 Mode 下运行的。（2）UITrackingRunLoopMode: 界面跟踪 Mode，用于 ScrollView 追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其他 Mode 影响。（3）UIInitializationRunLoopMode: 在刚启动 App 时第进入的第一个 Mode，启动完成后就不再使用。（4）GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到。（5）kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位的 Mode，没有实际作用。注意iOS 对以上5中model进行了封装 NSDefaultRunLoopMode、NSRunLoopCommonModes

03
问题： 为什么把NSTimer对象以NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）添加到主运行循环以后，滑动scrollview的时候NSTimer却不动了？
解答： nstime对象是在 NSDefaultRunLoopMode下面调用消息的，但是当我们滑动scrollview的时候，NSDefaultRunLoopMode模式就自动切换到UITrackingRunLoopMode模式下面，却不可以继续响应nstime发送的消息。所以如果想在滑动scrollview的情况下面还调用nstime的消息，我们可以把nsrunloop的模式更改为NSRunLoopCommonModes.

04
问题： 苹果是如何实现Autorelease Pool的？
解答：Autorelease Pool作用：缓存池，可以避免我们经常写relase的一种方式。其实就是延迟release，将创建的对象，添加到最近的autoreleasePool中，等到autoreleasePool作用域结束的时候，会将里面所有的对象的引用计数器 - autorelease.

附上写的小样 Demo，重要的部分代码中都有相应的注解和文字打印，运行程序可以很直观的表现

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