OC的Runtime机制之动态创建类

先看下如何在运行时动态创建类

#import  
#import  
BOOL CreateClassDefinition( const char * name, const char * superclassName) { 
struct objc_class * meta_class; 
struct objc_class * super_class;
 struct objc_class * new_class;
 struct objc_class * root_class; 
va_list args; 

// 确保父类存在
super_class = (struct objc_class *)objc_lookUpClass (superclassName); 
if (super_class == nil){ 
return NO; 
} 


// 确保要创建的类不存在
if (objc_lookUpClass (name) != nil) { 
return NO;
 } 
// 查找 root class,因为 meta class 的 isa 指向 root class 的 meta class 
root_class = super_class;
while( root_class->super_class != nil ) { 
root_class = root_class->super_class; 
} 
// 为 class 及其 meta class 分配内存
new_class = calloc( 2, sizeof(struct objc_class) ); 
meta_class = &new_class[1]; 
// 设置
 classnew_class->isa = meta_class; 
new_class->info = CLS_CLASS; 
meta_class->info = CLS_META; 
// 拷贝类名字,这里为了提高效率,让 class 与 meta class 都指向同一个类名字符串
 new_class->name = malloc (strlen (name) + 1);
strcpy ((char*)new_class->name, name);
meta_class->name = new_class->name; 
// 分配并置空 method lists,我们可以在之后使用 class_addMethods 向类中增加方法 
new_class->methodLists = calloc( 1, sizeof(struct objc_method_list *) ); meta_class->methodLists = calloc( 1, sizeof(struct objc_method_list *) ); 
// 将类加入到继承体系中去:// 1,设置类的 super class// 2,设置 meta class 的 super class // 3,设置 meta class 的 isa 
new_class->super_class = super_class;
 meta_class->super_class = super_class->isa; 
meta_class->isa = (void *)root_class->isa; 

// 最后,将 class 注册到运行时系统中 
objc_addClass( new_class ); 
return YES;
 } 

几乎不用解释,上面的代码几乎都可以看懂。
在实际的运用中,我们使用ObjC运行时函数来动态创建类
Class objc_allocateClassPair(Class superclass, const char *name, size_t extraBytes);
例子:

#import  #import  
void ReportFunction(id self, SEL _cmd) { 
NSLog(@" >> This object is %p.", self);
NSLog(@" >> Class is %@, and super is %@.", [self class], [self superclass]); 
Class prevClass = NULL;
int count = 1;
for (Class currentClass = [self class]; currentClass; ++count) { 
prevClass = currentClass; 
NSLog(@" >> Following the isa pointer %d times gives %p", count, currentClass); 
currentClass = object_getClass(currentClass); 
if (prevClass == currentClass) 
break; 
} 
NSLog(@" >> NSObject's class is %p", [NSObject class]); 
NSLog(@" >> NSObject's meta class is %p", object_getClass([NSObject class])); } 


int main (int argc, const char * argv[]) { 
@autoreleasepool { 
Class newClass = objc_allocateClassPair([NSString class], 
"NSStringSubclass", 0);
 class_addMethod(newClass, @selector(report), (IMP)ReportFunction, "v@:"); objc_registerClassPair(newClass); 
id instanceOfNewClass = [[newClass alloc] init];
 [instanceOfNewClass performSelector:@selector(report)]; 
[instanceOfNewClass release]; } 
return 0; 
}
 

在上面的代码中,我们创建继承自 NSString 的子类 NSStringSubclass,然后向其中添加方法 report, 并在运行时系统中注册,这样我们就可以使用这个新类了。在这里使用 performSelector 来向新类的对 象发送消息,可以避免编译警告信息(因为我们并没有声明该类及其可响应的消息)。

1.动态创建类函数:

// 创建一个新类和元类
Class objc_allocateClassPair ( Class superclass, const char *name, size_t extraBytes );
 
// 销毁一个类及其相关联的类
void objc_disposeClassPair ( Class cls );
 
// 在应用中注册由objc_allocateClassPair创建的类
void objc_registerClassPair ( Class cls );

objc_allocateClassPair函数:如果我们要创建一个根类,则superclass指定为Nil。extraBytes通常指定为0,该参数是分配给类和元类对象尾部的索引ivars的字节数。
为了创建一个新类,我们需要调用objc_allocateClassPair。然后使用诸如class_addMethod,class_addIvar等函数来为新创建的类添加方法、实例变量和属性等。完成这些后,我们需要调用objc_registerClassPair函数来注册类,之后这个新类就可以在程序中使用了。

实例方法和实例变量应该添加到类自身上,而类方法应该添加到类的元类上。

objc_disposeClassPair函数用于销毁一个类,不过需要注意的是,如果程序运行中还存在类或其子类的实例,则不能调用针对类调用该方法。

2.动态创建对象

// 创建类实例
id class_createInstance ( Class cls, size_t extraBytes );
 
// 在指定位置创建类实例
id objc_constructInstance ( Class cls, void *bytes );
 
// 销毁类实例
void * objc_destructInstance ( id obj );

class_createInstance函数:创建实例时,会在默认的内存区域为类分配内存。extraBytes参数表示分配的额外字节数。这些额外的字节可用于存储在类定义中所定义的实例变量之外的实例变量。该函数在ARC环境下无法使用。

3.实例操作函数

实例操作函数主要是针对我们创建的实例对象的一系列操作函数,我们可以使用这组函数来从实例对象中获取我们想要的一些信息,如实例对象中变量的值。这组函数可以分为三小类:

1.针对整个对象进行操作的函数,这类函数包含

// 返回指定对象的一份拷贝
id object_copy ( id obj, size_t size );
 
// 释放指定对象占用的内存
id object_dispose ( id obj );

有这样一种场景,假设我们有类A和类B,且类B是类A的子类。类B通过添加一些额外的属性来扩展类A。现在我们创建了一个A类的实例对象,并希望在运行时将这个对象转换为B类的实例对象,这样可以添加数据到B类的属性中。这种情况下,我们没有办法直接转换,因为B类的实例会比A类的实例更大,没有足够的空间来放置对象。此时,我们就要以使用以上几个函数来处理这种情况,如下代码所示:

NSObject *a = [[NSObject alloc] init];
id newB = object_copy(a, class_getInstanceSize(MyClass.class));
object_setClass(newB, MyClass.class);
object_dispose(a);

2.针对对象实例变量进行操作的函数,这类函数包含:

// 修改类实例的实例变量的值
Ivar object_setInstanceVariable ( id obj, const char *name, void *value );
 
// 获取对象实例变量的值
Ivar object_getInstanceVariable ( id obj, const char *name, void **outValue );
 
// 返回指向给定对象分配的任何额外字节的指针
void * object_getIndexedIvars ( id obj );
 
// 返回对象中实例变量的值
id object_getIvar ( id obj, Ivar ivar );
 
// 设置对象中实例变量的值
void object_setIvar ( id obj, Ivar ivar, id value );
如果实例变量的Ivar已经知道,那么调用object_getIvar会比object_getInstanceVariable函数快,相同情况下,object_setIvar也比object_setInstanceVariable快。

3.针对对象的类进行操作的函数,这类函数包含:

// 返回给定对象的类名
const char * object_getClassName ( id obj );
 
// 返回对象的类
Class object_getClass ( id obj );
 
// 设置对象的类
Class object_setClass ( id obj, Class cls );

4.获取类定义
Objective-C动态运行库会自动注册我们代码中定义的所有的类。我们也可以在运行时创建类定义并使用objc_addClass函数来注册它们。runtime提供了一系列函数来获取类定义相关的信息,这些函数主要包括:

// 获取已注册的类定义的列表
int objc_getClassList ( Class *buffer, int bufferCount );
 
// 创建并返回一个指向所有已注册类的指针列表
Class * objc_copyClassList ( unsigned int *outCount );
 
// 返回指定类的类定义
Class objc_lookUpClass ( const char *name );
Class objc_getClass ( const char *name );
Class objc_getRequiredClass ( const char *name );
 
// 返回指定类的元类
Class objc_getMetaClass ( const char *name );

objc_getClassList函数:获取已注册的类定义的列表。我们不能假设从该函数中获取的类对象是继承自NSObject体系的,所以在这些类上调用方法是,都应该先检测一下这个方法是否在这个类中实现。

获取类定义的方法有三个:objc_lookUpClass, objc_getClass和objc_getRequiredClass。如果类在运行时未注册,则objc_lookUpClass会返回nil,而objc_getClass会调用类处理回调,并再次确认类是否注册,如果确认未注册,再返回nil。而objc_getRequiredClass函数的操作与objc_getClass相同,只不过如果没有找到类,则会杀死进程。

objc_getMetaClass函数:如果指定的类没有注册,则该函数会调用类处理回调,并再次确认类是否注册,如果确认未注册,再返回nil。不过,每个类定义都必须有一个有效的元类定义,所以这个函数总是会返回一个元类定义,不管它是否有效。

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