OC Runtime
OC Runtime 是一个 Runtime 库，主要以 C 和汇编语言为基础，使用面向对象的 OC 来编写。可以加载类，对消息进行转发、分发等。
RunTime 库是 Objective-C 面向对象和动态机制的基石。
这句话已经充分说明了 RunTime 的重要性。
消息传递
我们都知道，在编译时 Objective-C 函数调用的语法都会被翻译成 C 的函数调用 objc_msgSend()，如下事例：
[obj doSomethingWithIndex:10];
等价于：
objc_msgSend(obj, @selector(doSomethingWithIndex:), 10);
重点在于 objc_object 中的 isa 指针和 objc_class 中的分发表 class dispatch table
objc_object 相关定义
struct objc_object {
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
objc_class 相关定义
struct objc_class {
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
Class _Nullable super_class OBJC2_UNAVAILABLE;
const char * _Nonnull name OBJC2_UNAVAILABLE;
long version OBJC2_UNAVAILABLE;
long info OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list * _Nullable ivars OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache * _Nonnull cache OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list * _Nullable protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
objc_method 相关定义
struct objc_method {
SEL _Nonnull method_name OBJC2_UNAVAILABLE;
char * _Nullable method_types OBJC2_UNAVAILABLE;
IMP _Nonnull method_imp OBJC2_UNAVAILABLE;
};
struct objc_method_list {
struct objc_method_list * _Nullable 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;
};
objc_method_list 是什么？
其本质是一个有 objc_method 元素的可变长度的数组。
objc_method 结构体中都有些什么？
SEL _Nonnull method_name : 函数名
char * _Nullable method_types : 函数类型的字符串
IMP _Nonnull method_imp : 函数的实现
通过以上，不难看出，在 Objective-C 中，对象、类、方法都是一个 C 的结构体。
到这里应该能大致猜出 objc_msgSend() 到底做了哪些工作。
例：objc_msgSend(obj, @selector(doSomethingWithIndex:), 10);
- 通过
obj的isa指针找到它的class; - 在
class的methodLists中找doSomethingWithIndex:; - 若
class中未找到doSomethingWithIndex:，前往super_class中找; - 一旦找到
doSomethingWithIndex:，立即执行method_imp。
是不是每个消息都要按以上步骤把 objc_method_list 遍历一遍？
注意我们的 objc_class 中有一个成员 objc_cache，那么它又是做什么的呢？
事实上，在找到 doSomethingWithIndex: 方法后，将该方法的 method_name 作为 key ，method_imp 作为 value 存起来。当下次再收到 doSomethingWithIndex: 消息时，直接去 cache 里拿到，并执行 method_imp。
消息转发
平时开发中，我们都曾遇到过以下的错误提示：
unrecognized selector sent to instanceunrecognized selector sent to class
不用怕， RunTime 会提供给我们三次拯救的机会。
第一次机会：
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
或
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel
在这里，我们可以新添加一个函数实现并返回 YES ，运行时系统会重新启动一次消息发送的过程。如下：
void addNewMethod(id self, SEL _cmd, NSString *str) {
NSLog(@"新添加的方法------%@", str);
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
if (sel == @selector(doSomeThing:)) {
class_addMethod(self, sel, (IMP)runTimeMethod, "v@:@");
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
注意：v@:@ 具体什么含义，可查阅 Type Encodings 官方文档
如果第一次机会中的方法返回为 NO ，此时会进行第二次机会。
第二次机会：
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
将对应消息转发给其他对象，只要返回的不是 nil 与 self ，发送消息的过程会被重启，此时发送的对象变为返回的那个对象。如下：
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
if (sel == @selector(doSomeThing:)) {
return [[NewClass alloc] init];
}
}
第三次机会：
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
获得函数的参数和返回值类型
若返回为 nil ，会发出
- (void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector;
消息，同时程序会挂掉
若返回函数签名，RunTime 会创建 NSInvocation 对象，并发送
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
给目标对象，如下：
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
if (aSelector == @selector(customMethod)) {
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
}else {
return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
SEL another_selector = [anInvocation selector];
if ([another_object respondsToSelector:another_selector]) {
[anInvocation invokeWithTarget:[[NewClass alloc] init]];
}else {
[super forwardInvocation:anInvocation];
}
}