Runtime运行机制

一、RunTime 简介

1.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。
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.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。
4.事实证明:
    1>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。
    2>在编译阶段,C语言调用"未实现的函数"就会报错。

二、RunTime作用
1.发送消息

 a> 方法调用的本质,就是让对象发送消息。
 b> objc_msgSend,只有对象才能发送消息,因此以objc开头.
 c> 使用"消息机制"前提,必须导入#import 
 d> 消息机制简单使用
#import "Person.h"
@implementation Person
- (void)eat{
    NSLog(@"对象方法吃东西!");
}

+ (void)eat{
    NSLog(@"类方法吃东西!");
}
- (void)run:(int)age{
    NSLog(@"%d",age);
}

@end

#import "ViewController.h"
#import "Person.h"
#import 

//使用运行时的第1步:导入
//使用运行时的第2步:Build Setting -> 搜索msg -> 设置属性为NO
@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    Person *p = [[Person alloc] init];
    
    //1.调用对象方法
    [p eat];
    //oc是运行时机制:消息机制是运行时机制最重要的机制
    //消息机制:任何方法调用,本质都是发送消息
    [p performSelector:@selector(eat)];
    
    // 运行时
    // 本质:让对象发送消息
    objc_msgSend(p, @selector(eat));
    objc_msgSend(p, @selector(run:),100);
 
    //2.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
    //获取类对象personClass
    Class personClass = [Person class];
    [personClass performSelector:@selector(eat)];
    
    //运行时
    // 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(personClass, @selector(eat));
}
@end

SEL:方法编号,根据方法编号,就可以找到对应的方法实现


Runtime运行机制_第1张图片
屏幕快照 2017-04-25 下午12.09.33.png

2.交换方法

  a> 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。
  b> 方式一:继承系统的类,重写方法.
  c> 方式二:使用runtime,交换方法.
#pragma mark ------- ViewController类的.m文件

#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()

@end
@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+ (instancetype) kx_imageNamed:(NSString *)name;
    // 步骤二:交换imageNamed和kx_imageNamed的实现,就能调用kx_imageNamed,间接调用kx_imageNamed的实现。
    UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"123"];

}
@end
#pragma mark ---------------------------------
#pragma mark ------- UIImage分类的.h文件

#import 

@interface UIImage (image)

+ (__kindof UIImage *)kx_imageNamed:(NSString *)name;

@end
#pragma mark ------- UIImage分类的.m文件

#import "UIImage+image.h"

#import 

@implementation UIImage (Image)
// 加载分类到内存的时候调用
+ (void)load
{
    // 交换方法

    // 获取kx_imageNamed方法地址
    Method kx_imageNamed = class_getClassMethod(self, @selector(kx_imageNamed:));

    // 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
    method_exchangeImplementations(kx_imageNamed, 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.

// 既能加载图片又能打印
+ (instancetype) kx_imageNamed:(NSString *)name
{
    // 这里调用kx_imageName,相当于调用imageName
    UIImage *image = [self kx_imageNamed:name];
    if (image == nil) {
        NSLog(@"加载空的图片");
    }
    return image;
}
@end
#pragma mark ---------------------------------
Runtime运行机制_第2张图片
屏幕快照 2017-04-25 下午4.07.01.png

3.动态添加方法


  a>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。
  b>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。
  c>简单使用
#pragma mark ------- ViewController类的.m文件

#import "ViewController.h"
#import "Person.h"

@interface ViewController ()

@end

@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
    
    // 有传入参数 @111
    [p performSelector:@selector(eat:) withObject:@111];
    
     // 无传入参数 
    [p performSelector:@selector(run)];

}
@end
#pragma mark ---------------------------------
#pragma mark ------- Person类的.m文件

#import "Person.h"
#import 

@implementation Person

//定义了函数(函数名可以随便写)

//定义了函数eat有两个隐式参数:self,_cmd;且有一个外来传入的参数:peram1
//没有返回值,两个隐式参数,一个外来传入的参数(id ,SEL,id)
//void(id ,SEL ,id)
void eat (id self, SEL _cmd,id peram1){

    NSLog(@"调用了eat %@ --  %@ -- %@",self,NSStringFromSelector(_cmd),peram1);

}

//定义了函数run有两个隐式参数:self,_cmd;没有外来传入的参数
//没有返回值,两个隐式参数(id ,SEL)
//void(id ,SEL)

void run (id self, SEL _cmd){
    
    NSLog(@"调用了run %@ --  %@",self,NSStringFromSelector(_cmd));
}

#pragma mark ---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.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

//动态添加方法,首先实现这个resolveInstanceMethod
//resolveInstanceMethod调用:当调用了没有实现的方法,就会调用resolveInstanceMethod
//resolveInstanceMethod作用:就可以知道哪些方法没有实现,从而动态添加方法
//sel:没有实现方法,且传进来的方法

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{

    if (sel == @selector(eat:)) {
        /**
         // 动态添加eat:方法,有参数
         
         // 第一个参数cls:给哪个类添加方法
         // 第二个参数SEL:添加方法的方法编号
         // 第三个参数IMP:添加方法的函数实现(函数地址)
         // 第四个参数types:函数的类型,函数入口,函数名,(返回值+参数类型) v:void @:对象->self :表示SEL->_cmd @:对象->peram1
         
         //"v@:@"
         //v表示void, @表示对象->self , :表示SEL->_cmd ,@表示对象->peram1
         */
        class_addMethod([self class], sel, (IMP)eat, "v@:@");
        
        return YES;
        
    }else if (sel == @selector(run)){

        // 动态添加run方法, 无参数

        class_addMethod([self class], sel, (IMP)run, "v@:");

        return YES;   
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

@end
#pragma mark ---------------------------------

4.给分类添加属性

   a>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。
#pragma mark ------- ViewController类的.m文件

#import "ViewController.h"
#import "UIImage+img.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    
    [super viewDidLoad];
    
    // 给系统UIImage类动态添加属性name
    UIImage *image = [[UIImage alloc] init];
    
    image.name = @"都比";
    
    NSLog(@"%@",image.name);
    
}
@end

#pragma mark ---------------------------------
#pragma mark ------- UIImage分类的.h文件

#import 
@interface UIImage (img)
/**
 *  声明属性:name
 */
@property (nonatomic , strong)  NSString *name;

@end

#pragma mark ---------------------------------
#pragma mark ------- UIImage分类的.m文件

#import "UIImage+img.h"
#import 

// 定义关联的key
static const char *key = "name";

@implementation UIImage (img)

- (void)setName:(NSString *)name{
    
    // 第一个参数:给哪个对象添加关联
    // 第二个参数:关联的key,通过这个key获取
    // 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

#pragma mark ---------------------------------

5.字典转模型

  5.1 - 设计模型:字典转模型的第一步
    a> 模型属性,通常需要跟字典中的key一一对应
    b> 问题:一个一个的生成模型属性,很慢?
    c> 需求:能不能自动根据一个字典,生成对应的模型的属性。
    d> 解决:提供一个分类,专门根据字典生成对应模型的的属性字符串。

#pragma mark ------- NSObject分类的.h文件
/* 分类中通过解析字典自动生成属性代码 */

#import 

@interface NSObject (Property)

//传入字典 dictionary 自动打印属性字符串方法

+ (void)createPropertyCodeWithDict:(NSDictionary *)dictionary;

@end

#pragma mark ---------------------------------
#pragma mark ------- NSObject分类的.m文件

#import "NSObject+Property.h"

@implementation NSObject (Property)

// 自动打印属性字符串
+ (void)createPropertyCodeWithDict:(NSDictionary *)dictionary{

    // 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
    [dictionary enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id  _Nonnull key, id  _Nonnull obj, BOOL * _Nonnull stop) {
        
        NSString *code;
        
        if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFString")]) {
            code = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, strong) NSString *%@;",key]
            ;
        }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFNumber")]){
            code = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, assign) NSInteger %@;",key]
            ;
        }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFArray")]){
            code = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, strong) NSArray *%@;",key]
            ;
        }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFDictionary")]){
            code = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, strong) NSDictionary *%@;",key]
            ;
        }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFBoolean")]){
            code = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, assign) BOOL %@;",key]
            ;
        }
        
         // 每生成属性字符串,就自动换行。
        [strM appendFormat:@"\n%@\n",code];
        
    }];
    
    //打印出生成的属性代码
    NSLog(@"%@",strM);
    
}


@end
#pragma mark ---------------------------------

字典转模型的方式一:KVC

#pragma mark ------- Status类的.m文件
#import "Status.h"

@implementation Status

+ (Status *)statusWithDict:(NSDictionary *)dict{

    Status *status = [[self alloc] init];
    
    [status setValuesForKeysWithDictionary:dict];

    return status;

}

//解决KVC报错
//分析:有id报错是在这个地方,就需要
/**
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。
*/
- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key{
    //key : 没有找到key
    //value: 没有找到对应的值
    
    if ([key isEqualToString:@"id"]) {
        _ID = [value integerValue];
    }
}

@end
#pragma mark ---------------------------------

字典转模型的方式二:Runtime

a> 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。
b> 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。
#pragma mark ------- ViewController类的.m文件

#import "ViewController.h"
#import "Status.h"
#import "NSObject+Model.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController
/**
 kvc:遍历字典中的所有key,去模型中查找有没有对应的属性名
 runtime:遍历模型中的所有属性名,去字典中查找
 */
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    //解析plist
    NSString *filePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"status.plist" ofType:nil];
    
    NSDictionary *dict = [NSDictionary dictionaryWithContentsOfFile:filePath];
    // 获取字典数组
    NSArray *dictArr = dict[@"statuses"];
    
    NSMutableArray *tempArr = [NSMutableArray array];
    //遍历字典数组
    for (NSDictionary *dic in dictArr) {
        
        Status *status = [Status modelWithDict:dic];
        
        [tempArr addObject:status];
    }
    
    NSLog(@"%@",tempArr);
}

@end
#pragma mark ---------------------------------

#pragma mark ------- NSObject分类的.h文件
#import 

@interface NSObject (Model)
/**
 * 字典转模型方法
 */

+ (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict;

@end

#pragma mark ---------------------------------

#pragma mark ------- NSObject分类的.m文件

//---------------------  Runtime(字典转模型) -----------------------//
#import "NSObject+Model.h"

#import 

@implementation NSObject (Model)

+ (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dic{
    
    // 思路:遍历模型中所有属性-》使用运行时
    
    //0.创建对应的类对象
    id objc = [[self alloc] init];
    
    // 1.利用runtime给对象中的成员属性赋值
    
    // class_copyIvarList:获取类中的所有成员属性
    // Ivar:成员属性的意思
    // 第一个参数:表示获取哪个类中的成员属性
    // 第二个参数:表示这个类有多少成员属性,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。
    /* 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 = 0;
     // 获取类中的所有成员属性
    Ivar *ivarList =  class_copyIvarList(self, &count);
    
    for (int i=0; i < count; i++) {
        
        // 根据角标,从数组取出对应的成员属性
        Ivar ivar  =  ivarList[i];
        
        //获取到成员名,
        NSString *propertyName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
        
        // 处理成员属性名->字典中的key
        // 从第一个角标开始截取
        NSString *key = [propertyName substringFromIndex:1];
        
        //获取成员属性的类型
        NSString *propertyType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
        
        // 根据成员属性名去字典中查找对应的value
        id value = dic[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
        //值是字典,成员属性的类型不是字典,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,就是成员属性的类型
            // 转换成哪个类型
             NSLog(@"%@",propertyType);
            
            //      @"@\"User\""
            //字符串截取
            NSRange range =  [propertyType rangeOfString:@"\""];

            propertyType = [propertyType substringFromIndex:range.location+range.length];
           
            range =  [propertyType rangeOfString:@"\""];
           
            propertyType = [propertyType substringToIndex:range.location];
          
            //获取需要转换的类对象
            Class modelClass = NSClassFromString(propertyType);
            
            if (modelClass) {
                //到这里时:经过之前的判断,value是字典
                value = [modelClass modelWithDict:value];
            }
           
        }
        
        //给模型的属性赋值
        //value:字典的值
        //key:属性名
        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

#pragma mark ---------------------------------

#pragma mark ------- Status模型类的.h文件
#import 
@class User;
@interface Status : NSObject

// 写一段程序自动生成属性代码

@property (nonatomic, assign) NSInteger ID;
// 解析字典自动生成属性代码
@property (nonatomic, strong) NSString *source;

@property (nonatomic, assign) NSInteger reposts_count;

@property (nonatomic, strong) NSArray *pic_urls;

@property (nonatomic, strong) NSString *created_at;

@property (nonatomic, assign) NSInteger attitudes_count;

@property (nonatomic, strong) NSString *idstr;

@property (nonatomic, strong) NSString *text;

@property (nonatomic, assign) NSInteger comments_count;

@property (nonatomic, strong) User *user;

@property (nonatomic, strong) NSDictionary *retweeted_status;

@end

#pragma mark ---------------------------------
#pragma mark ------- User模型类的.h文件

#import 

@interface User : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSString *profile_image_url;

@property (nonatomic, assign) BOOL vip;

@property (nonatomic, strong) NSString *name;

@property (nonatomic, assign) NSInteger mbrank;

@property (nonatomic, assign) NSInteger mbtype;

@end

#pragma mark ---------------------------------

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