iOS Runtime

什么是Runtime

Runtime是一个运行时库，它提供对Objective-C语言的动态属性的支持。Runtime是一种程序在运行时候的机制，其中最主要的是消息机制。在objective-c中，消息是在程序运行的时候才绑定到方法实现的。

objc_msgSend 

objective 中每一个方法调用最终都转化为了 objc_msgSend的形式。

SEL

SEL 本质上是一个整型，是 oc 编译时对函数的编号。相同的函数名具有一样的函数编号，而同名函数在不同类中有不同实现，所以 SEL 和 IMP是一对多的关系。

IMP

IMP 本质上是一个函数指针，指向函数的实现。

在 objective-c的方法调用

[receiver message]；

运行时转为：

objc_msgSend(receiver, selector);

系统根据 接收者receiver和函数编号selctor查在类的dispatch table查对应的函数实现imp，然后执行函数并返回执行结果。

dispatch table 查找 imp 的流程及原理

在类的dispatch table 中存放着 sel 和 imp的对一一应关系。类似于字典通过 key 可以知道 value。若 imp 在当前类的dispatch table 中未被找到，则会通过 isa指针在其父类中的 dispatch table 中查找，若在当前类的父类中未被找到，则会在父类的父类中查找，最终回溯到NSObject类中。

如图所示：

若每次函数调用都要通过 sel 在 dispatch table中一层一层的查找对应的 imp, 这将是一个很大的时间开销，因此objective-c的设计者们使用了缓存技术，cache dispatch table 用于缓存调用过方法, 使查找 imp 的过程更加高效。

SEL selector = @selector(foo);

IMP imp = [receiver methodForSelector: selector];

imp();

Runtime的使用场景

Category添加属性

Method Swizzling 黑魔法

Model与Dictionary的转换

NSCoding 的自动归档和自动解档

Category添加属性

一般情况下只有类和类扩展可以添加属性，类的category是不能添加属性的，但通过运行时可是实现类的 category 添加属性。

@interface UIView (Name)

@property(nonatomic, strong) NSString *name;

@end

@implementation UIView (Name)

const char *kViewName;

@dynamic name;

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

    objc_setAssociatedObject(self, kViewName, name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);

}

- (NSString *)name {    

return objc_getAssociatedObject(self, kViewName);

}

@end

Method Swizzling 黑魔法

在 oc 中，对象的方法是可以在运行时添加、替换、交换的。

@interface UIView ()

@implementationUIView (Swizzling)

+ (void)load {

     NSLog(@"UIView Swizzing load");

    Classclass = [selfclass];

    SELselA =@selector(funcA);

    SELselB =@selector(funcB);

    Method methodA = class_getInstanceMethod(class, selA);

    Method methodB = class_getInstanceMethod(class, selB);

//    class_replaceMethod(class, selA, method_getImplementation(methodB), method_getTypeEncoding(methodB)); // 方法替换

    method_exchangeImplementations(methodA, methodB); // 方法交换

}

- (void)funcA {

    NSLog(@"funcA: %@->%@",NSStringFromClass([self class]), NSStringFromSelector(_cmd));

}

- (void)funcB {

    NSLog(@"funcB: %@->%@",NSStringFromClass([self class]), NSStringFromSelector(_cmd));

}

@end

若使用 method_exchangeImplementations(methodA, methodB), 那么调用funcA时就是调用funcB的实现，调用funcB时就是调用 funcA 的实现。

若使用 class_replaceMethod()时，那么调用funcA实际上是在调用 funcB 的实现。

Runtime的用法

---

未完待续