iOS Runtime总结

 

Runtime 是 iOS 编程中比较难的模块，想要深入学习 OC，那 runtime 是你必须要熟练掌握的东西，下面是我对 runtime 的整理，从零开始，由浅入深，并且带了几个 runtime 实际开发的应用场景。

原文链接：http://www.jianshu.com/p/19f280afcb24

下面这几篇博客写的不错，可以参考：

Runtime开发实例汇总

Runtime详解

Runtime方法调用过程

Runtime中Method Swizzling的各种用法

 

runtime 概念

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。

• runtime（简称运行时），是一套 纯C(C和汇编写的) 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。

• 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。

• OC的函数调用成为消息发送，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。

• 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。

runtime 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）。

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。

每一个 OC 的方法，底层必然有一个与之对应的 runtime 方法。

OC-->runtime

简单示例：
验证：方法调用，是否真的是转换为消息机制？

• 必须要导入头文件 #import

  • 注解1：我们导入系统的头文件，一般用尖括号。

  • 注解2：OC 解决消息机制方法提示步骤【查找build setting -> 搜索msg -> objc_msgSend（YES --> NO）】

  • 注解3：最终生成消息机制,编译器做的事情，最终代码，需要把当前代码重新编译，用xcode编译器，【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)

  • 注解4：这里一般不会直接导入

    

    message.h

• 示例代码：OC 方法-->runtime 方法

说明: eat(无参) 和 run(有参) 是 Person模型类中的私有方法「可以帮我调用私有方法」；

// Person *p = [Person alloc];
// 底层的实际写法
Person *p = objc_msgSend(objc_getClass("Person"), sel_registerName("alloc"));

// p = [p init];
p = objc_msgSend(p, sel_registerName("init"));

// 调用对象方法（本质：让对象发送消息）
//[p eat];

// 本质：让类对象发送消息
objc_msgSend(p, @selector(eat));
objc_msgSend([Person class], @selector(run:),20);

//--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
// 也许下面这种好理解一点

// id objc = [NSObject alloc];
id objc = objc_msgSend([NSObject class], @selector(alloc));

// objc = [objc init];
objc = objc_msgSend(objc, @selector(init));

runtime 方法调用流程「消息机制」

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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。

runtime 常见作用

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• 动态交换两个方法的实现

• 动态添加属性(从类目中添加)

• 实现字典转模型的自动转换

• 发送消息

• 动态添加方法

• 拦截并替换方法

• 实现 NSCoding 的自动归档和解档

runtime 常用开发应用场景「工作掌握」

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runtime 交换方法

应用场景：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,

案例代码：方法+调用+打印输出

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 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。
    UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"123"];
}

#import 
@implementation UIImage (Image)
/**
 load方法: 把类加载进内存的时候调用,只会调用一次
 方法应先交换，再去调用
 */
+ (void)load {

    // 1.获取 imageNamed方法地址
    // class_getClassMethod（获取某个类的方法）
    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);
}

/**
 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 {

//注意：这里不能写[UIImage imageNamed:]，因为方法交换了，这样会死循环

UIImage *image = [UIImage ln_imageNamed:name]; if (image) { NSLog(@"runtime添加额外功能--加载成功"); } else { NSLog(@"runtime添加额外功能--加载失败"); } return image;}/** 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 { } */@end// 打印输出2017-02-17 17:52:14.693 runtime[12761:543574] runtime添加额外功能--加载成功

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。

runtime 给分类动态添加属性

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。

应用场景：给系统的类添加属性的时候,可以使用runtime动态添加属性方法。
注解：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。

案例代码：方法+调用+打印

@interface NSObject (Property)

// @property分类:只会生成get,set方法声明,不会生成实现,也不会生成下划线成员属性
@property NSString *name;
@property NSString *height;
@end

@implementation NSObject (Property)

- (void)setName:(NSString *)name {

    // objc_setAssociatedObject（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）
    // object:给哪个对象添加属性
    // key:属性名称
    // value:属性值
    // policy:保存策略
    objc_setAssociatedObject(self, @"name", name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

- (NSString *)name {
    return objc_getAssociatedObject(self, @"name");
}

// 调用
NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
objc.name = @"123";
NSLog(@"runtime动态添加属性name==%@",objc.name);

// 打印输出
2017-02-17 19:37:10.530 runtime[12761:543574] runtime动态添加属性--name == 123

总结：其实，给属性赋值的本质，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。

runtime 字典转模型

字典转模型的方式：

• 一个一个的给模型属性赋值（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）。

  • 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；

  • 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实现字典转模型。

• 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。（你之所以看不懂，是 MJ 封装了很多层而已^_^.）。

这里针对字典转模型 KVC 实现，就不做详解了，如果你 对 KVC 详解使用或是实现原理 不是很清楚的，可以参考 实用「KVC编码 & KVO监听

字典转模型 Runtime 方式实现：
说明：下面这个示例，是考虑三种情况包含在内的转换示例，具体可以看图上的注解

Runtime 字典转模型

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：

// Runtime:根据模型中属性,去字典中取出对应的value给模型属性赋值
// 思路：遍历模型中所有属性->使用运行时
+ (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
    /**
     class_copyIvarList: 获取类中的所有成员变量
     Ivar：成员变量
     第一个参数：表示获取哪个类中的成员变量
     第二个参数：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。
     count: 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 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;
}

注：

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：
Ivar：成员变量,以下划线开头，Property 属性
获取类里面属性 class_copyPropertyList
获取类中的所有成员变量 class_copyIvarList

{
    int _a; // 成员变量
}

@property (nonatomic, assign) NSInteger attitudes_count; // 属性

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：

+ (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
    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 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#> ------------------------------//
        //
        // 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：

// Runtime:根据模型中属性,去字典中取出对应的value给模型属性赋值
// 思路：遍历模型中所有属性->使用运行时
+ (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
    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 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;
}

runtime字典转模型-->数组中装着模型 打印输出

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。

runtime 其它作用「面试熟悉」

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动态添加方法

应用场景：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。

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。 

案例代码：方法+调用+打印输出

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];   
    Person *p = [[Person alloc] init];
    // 默认person，没有实现run: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
    [p performSelector:@selector(run:) withObject:@10];
}

@implementation Person
// 没有返回值,1个参数
// void,(id,SEL)
void aaa(id self, SEL _cmd, NSNumber *meter) {
    NSLog(@"跑了%@米", meter);
}

// resolveInstanceMethod 是为对象方法进行决议,resolveClassMethod 是为类方法进行决议.
// 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）
// 什么时候调用: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
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    // [NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"run"];
    if (sel == NSSelectorFromString(@"run:")) {
        // 动态添加run方法
        // class: 给哪个类添加方法
        // SEL: 添加哪个方法，即添加方法的方法编号
        // 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））
        // type: 方法类型，(返回值+参数类型) v:void @:对象->self :表示SEL->_cmd
        class_addMethod(self, sel, (IMP)aaa, "v@:@");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
@end

// 打印输出
2017-02-17 19:05:03.917 runtime[12761:543574] runtime动态添加方法--跑了10米

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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

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

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// 取出i位置对应的成员变量
        Ivar ivar = ivars[i];
        // 查看成员变量
        const char *name = ivar_getName(ivar);
        // 归档
        NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
        id value = [self valueForKey:key];
        [encoder encodeObject:value forKey:key];
    }
    free(ivars);
}

- (id)initWithCoder:(NSCoder *)decoder
{
    if (self = [super init]) {
        unsigned int count = 0;
        Ivar *ivars = class_copyIvarList([Movie class], &count);
        for (int i = 0; i// 取出i位置对应的成员变量
        Ivar ivar = ivars[i];
        // 查看成员变量
        const char *name = ivar_getName(ivar);
       // 归档
       NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
      id value = [decoder decodeObjectForKey:key];
       // 设置到成员变量身上
        [self setValue:value forKey:key];

        }
        free(ivars);
    } 
    return self;
}
@end

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。怎么，代码有点多，
好说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; iconst char *name = ivar_getName(ivar);\
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];\
id value = [self valueForKey:key];\
[encoder encodeObject:value forKey:key];\
}\
free(ivars);\
\

#define initCoderRuntime(A) \
\
if (self = [super init]) {\
unsigned int count = 0;\
Ivar *ivars = class_copyIvarList([A class], &count);\
for (int i = 0; iconst char *name = ivar_getName(ivar);\
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];\
id value = [decoder decodeObjectForKey:key];\
[self setValue:value forKey:key];\
}\
free(ivars);\
}\
return self;\
\

@implementation Movie

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder

{
    encodeRuntime(Movie)
}

- (id)initWithCoder:(NSCoder *)decoder
{
    initCoderRuntime(Movie)
}
@end

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

下面是 runtime 下Class的常见方法 及 带有使用示例代码。各项操作，【转载原著】http://www.jianshu.com/p/46dd81402f63

unsigned int count;

• 获取属性列表

  objc_property_t *propertyList = class_copyPropertyList([self class], &count);
  for (unsigned int i=0; iconst char *propertyName = property_getName(propertyList[i]);
     NSLog(@"property---->%@", [NSString stringWithUTF8String:propertyName]);
  }

• 获取方法列表

  Method *methodList = class_copyMethodList([self class], &count);
  for (unsigned int i; i{
     Method method = methodList[i];
     NSLog(@"method---->%@", NSStringFromSelector(method_getName(method)));
  }

• 获取成员变量列表

  Ivar *ivarList = class_copyIvarList([self class], &count);
  for (unsigned int i; iconst char *ivarName = ivar_getName(myIvar);
      NSLog(@"Ivar---->%@", [NSString stringWithUTF8String:ivarName]);
  }

• 获取协议列表

  __unsafe_unretained Protocol **protocolList = class_copyProtocolList([self class], &count);
  for (unsigned int i; iconst char *protocolName = protocol_getName(myProtocal);
      NSLog(@"protocol---->%@", [NSString stringWithUTF8String:protocolName]);
  }

现在有一个Person类，和person创建的xiaoming对象,有test1和test2两个方法

• 获得类方法

  Class PersonClass = object_getClass([Person class]);
  SEL oriSEL = @selector(test1);
  Method oriMethod = _class_getMethod(xiaomingClass, oriSEL);

• 获得实例方法

  Class PersonClass = object_getClass([xiaoming class]);
  SEL oriSEL = @selector(test2);
  Method cusMethod = class_getInstanceMethod(xiaomingClass, oriSEL);

• 添加方法

  BOOL addSucc = class_addMethod(xiaomingClass, oriSEL, method_getImplementation(cusMethod), method_getTypeEncoding(cusMethod));

• 替换原方法实现

  class_replaceMethod(toolClass, cusSEL, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));

• 交换两个方法的实现

  method_exchangeImplementations(oriMethod, cusMethod);

runtime 几个参数概念

以上的几种方法应该算是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。
这里在对 runtime 几个参数概念，做一简单说明

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。

4、runtime.h里Class的定义

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;//每个Class都有一个isa指针

#if !__OBJC2__
    Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;//父类
    const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;//类名
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;//类版本
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;//!*!供运行期使用的一些位标识。如：CLS_CLASS (0x1L)表示该类为普通class; CLS_META(0x2L)表示该类为metaclass等(runtime.h中有详细列出)
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;//实例大小
    struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;//存储每个实例变量的内存地址
    struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;//!*!根据info的信息确定是类还是实例，运行什么函数方法等
    struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;//缓存
    struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;//协议
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

可以看到运行时一个类还关联了它的超类指针，类名，成员变量，方法，缓存，还有附属的协议。
在objc_class结构体中：`ivars是objc_ivar_list指针；methodLists是指向objc_method_list指针的指针。也就是说可以动态修改*methodLists的值来添加成员方法，这也是Category`实现的原理。

上面讲到的所有东西都在Demo里，如果你感觉这样难以理解，那强烈建议你下载Demo ，运行代码加上文字注解，效果会更好，如果你觉得不错，还请为我的Demo star一个。

什么是 method swizzling（俗称黑魔法）

• 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。

selector --> 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。

    交换方法

这里可以参考简友这篇：【Runtime Method Swizzling开发实例汇总】http://www.jianshu.com/p/f6dad8e1b848

 

最后一道面试题的注解

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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

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); 
}

 

附上实例-类对象-元类对象的继承关系图：