Runtime之初探

简介

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Runtime官方文档

The Objective-C language defers as many decisions as it can from compile time and link time to runtime. Whenever possible, it does things dynamically. This means that the language requires not just a compiler, but also a runtime system to execute the compiled code. The runtime system acts as a kind of operating system for the Objective-C language; it’s what makes the language work.

OC是一门动态语言，会将一些程序的一些决定工作从编译期推迟到运行期。它会在任何可能的时机动态处理事情。这就意味着这门语言不仅需要编译器，同时还需要运行时系统来执行编译后的代码。运行时系统就好像是Obiective-C的操作系统一样，让这门语言可以运行。

Runtime有Legacy和Modern两个版本，其中Legacy用于Objective-C 1.0 、32位的Mac OS X平台，Modern用于iPhone程序和Mac OS X v10.5及以后的系统中的64位程序

Objective-C有有三种途径和运行时系统进行交互：

通过Objective-C源代码

通过Foundation框架中的NSObject的方法

通过调用运行时系统给我们提供的API接口

Runtime的作用

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Runtime的基本作用

在程序运行期间，动态创建类，动态添加、修改这个类的方法和属性。

遍历一个类中所有的变量、属性及方法。

消息传递、消息转发。

Runtime典型应用场景

给系统分类添加属性、方法

方法交换

获取对象的属性、私有属性

字典转换模型

KVC、KVO 、Block

归档(编码、解码)

NSClassFromString class<->字符串

类的自我检测

method swizzing (Aspects 基于method swizzing)

...

Runtime的定义

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Runtime开源代码

图a

图a所示Objective-C类是由Class类型来表示的，其实际是指向objc_class结构体的指针。objc_class结构体如图b所示

图b

图b可知Class是类、id是指向objc_object 的一个指针，而objc_object有个isa指向objc_class的一个指针。不管id，还是Class最终指向的都是objc_class这个结构体。

objc_class结构体如图c所示

图c

图d

如图d所示

isa Class对象，指向objc_class结构体的指针，也就是这个Class的MetaClass(元类)

• 类的实例对象的 isa 指向该类;该类的 isa 指向该类的 MetaClass
  
• MetaCalss的isa对象指向RootMetaCalss
  
• 如果MetaClass是RootMetaCalss，那么该MetaClass的isa指针指向它自己
  

super_class Class对象指向父类对象

• 如果该类的对象已经是RootClass，那么这个super_class指向nil
  
• MetaCalss的SuperClass指向父类的MetaCalss
  
• MetaCalss是RootMetaCalss，那么该MetaClass的SuperClass指向该对象的RootClass
  

ivars 类中所有属性的列表，使用场景：我们在字典转换成模型的时候需要用到这个列表找到属性的名称，去取字典中的值，KVC赋值，或者直接Runtime赋值

methodLists 类中所有的方法的列表，类中所有方法的列表，使用场景：如在程序中写好方法，通过外部获取到方法名称字符串，然后通过这个字符串得到方法，从而达到外部控制App已知方法。

cache 主要用于缓存常用方法列表，每个类中有很多方法，我平时不用的方法也会在里面，每次运行一个方法，都要去methodLists遍历得到方法，如果类的方法不多还行，但是基本的类中都会有很多方法，这样势必会影响程序的运行效率，所以cache在这里就会被用上，当我们使用这个类的方法时先判断cache是否为空，为空从methodLists找到调用，并保存到cache，不为空先从cache中找方法，如果找不到在去methodLists，这样提高了程序方法的运行效率

protocols 故名思义，这个类中都遵守了哪些协议，使用场景：判断类是否遵守了某个协议上