一，RunTime介绍
Runtime基本上是用C和汇编写的，这个库使得C语言有了面向对象的能力。
在Runtime中，对象可以用C语言中的结构体表示，而方法可以用C函数来实现，另外再加上了一些额外的特性。这些结构体和函数被runtime函数封装后，让OC的面向对象编程变为可能。
找出方法的最终执行代码：当程序执行[object doSomething]时，会向消息接收者(object)发送一条消息(doSomething)，runtime会根据消息接收者是否能响应该消息而做出不同的反应。
二 运行时的数据类型
Objective-C类是由Class类型来表示的，它实际上是一个指
向objc_class结构体的指针。
class的实质
objc_object
objc_object是表示一个类的实例的结构体
它的定义如下(objc/objc.h)：
struct objc_object{
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
typedef struct objc_object *id;
可以看出该结构体只有一个字体，即指向该对象的的isa指针，当我们向该对象发消息时，运行时库会根据isa指针找到该实例对象所属的类，在该类和其父类的类方法列表中找到与消息对应的selector指向的方法并运行该方法。
Category
Category是表示一个指向分类的结构体的指针，其定义如下：
typedef struct objc_category *Category
struct objc_category{
char *category_name OBJC2_UNAVAILABLE; // 分类名
char *class_name OBJC2_UNAVAILABLE; // 分类所属的类名
struct objc_method_list *instance_methods OBJC2_UNAVAILABLE; // 实例方法列表
struct objc_method_list *class_methods OBJC2_UNAVAILABLE; // 类方法列表
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE; // 分类所实现的协议列表
}
这个结构体主要包含了分类定义的实例方法与类方法，其中instance_methods列表是objc_class中方法列表的一个子集，而class_methods列表是元类方法列表的一个子集。
可发现，类别中没有ivar成员变量指针，也就意味着：类别中不能够添加实例变量和属性
RunTime 关联对象
1.设置关联值
参数说明：
object：与谁关联，通常是传self
key：唯一键，在获取值时通过该键获取，通常是使用static
const void *来声明
value：关联所设置的值
policy：内存管理策略，比如使用copy
void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc _AssociationPolicy policy)
2.获取关联值
参数说明：
object：与谁关联，通常是传self，在设置关联时所指定的与哪个对象关联的那个对象
key：唯一键，在设置关联时所指定的键
id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)
3.取消关联
void objc_removeAssociatedObjects(id object)
关联策略
使用场景：
可以在类别中添加属性
typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy){
OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0, // 表示弱引用关联，通常是基本数据类型
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, // 表示强引用关联对象，是线程安全的
OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3, // 表示关联对象copy，是线程安全的
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401, // 表示强引用关联对象，不是线程安全的
OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403 // 表示关联对象copy，不是线程安全的
};
四、方法与消息
1、SEL
SEL又叫选择器，是表示一个方法的selector的指针，其定义如下：
typedef struct objc_selector *SEL；
方法的selector用于表示运行时方法的名字。Objective-C在编译时，会依据每一个方法的名字、参数序列，生成一个唯一的整型标识(Int类型的地址)，这个标识就是SEL。
两个类之间，只要方法名相同，那么方法的SEL就是一样的，每一个方法都对应着一个SEL。所以在Objective-C同一个类(及类的继承体系)中，不能存在2个同名的方法，即使参数类型不同也不行
通过下面三种方法可以获取SEL:
a、sel_registerName函数
b、Objective-C编译器提供的@selector()
c、NSSelectorFromString()方法
2、IMP
IMP实际上是一个函数指针，指向方法实现的地址。
其定义如下:
id (*IMP)(id, SEL,...)
第一个参数：是指向self的指针(如果是实例方法，则是类实例的内存地址；如果是类方法，则是指向元类的指针)
第二个参数：是方法选择器(selector)
接下来的参数：方法的参数列表。
前面介绍过的SEL就是为了查找方法的最终实现IMP的。由于每个方法对应唯一的SEL，因此我们可以通过SEL方便快速准确地获得它所对应的IMP，查找过程将在下面讨论。取得IMP后，我们就获得了执行这个方法代码的入口点，此时，我们就可以像调用普通的C语言函数一样来使用这个函数指针了。
3、Method
Method用于表示类定义中的方法，则定义如下：
typedef struct objc_method *Method
struct objc_method{
SEL method_name OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法名
char *method_types OBJC2_UNAVAILABLE;
IMP method_imp OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法实现
}
我们可以看到该结构体中包含一个SEL和IMP，实际上相当于在SEL和IMP之间作了一个映射。有了SEL，我们便可以找到对应的IMP，从而调用方法的实现代码。
4方法调用过程
在OC中消息直到运行时才绑定到方法实现上，编译器会将消息表达式转化为消息的函数调用，即objc_msgSend。这个函数将消息接收者和方法名作为其基础参数，如以下所示
objc_msgSend(receiver, selector)，
如果消息还有其他参数，则表达方式
objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2,...)
这个消息的函数内部完成了一下事件：
a.首先找到selector指向方法的实现，因为同一个方法在不同类有不同的实现，所以必须依赖消息接受类来找到方法实现
b.运行方法实现，并将接受消息的对象和参数传给他
c.最后将方法实现的返回值作为自己的返回值
消息执行顺序：当消息发送给一个对象，现在运行时系统的缓存中找，如果找到则执行方法，如果没找到，则通过对象的isa指向找到对象的结构体，在该结构体的方法列表中找，还没找到则通过该结构体isa指针找到其父类结构体，在父类结构体方法列表中查找，以此类推一直查找到根源类。
5、消息转发
当一个对象能接收一个消息时，就会走正常的方法调用流程。但如果一个对象无法接收指定消息时，又会发生什么事呢？默认情况下，如果是以[object message]的方式调用方法，如果object无法响应message消息时，编译器会报错。但如果是以perform…的形式来调用，则需要等到运行时才能确定object是否能接收message消息。如果不能，则程序崩溃。
当一个对象无法接收某一消息时，就会启动所谓“消息转发(message forwarding)”机制，通过这一机制，我们可以告诉对象如何处理未知的消息。默认情况下，对象接收到未知的消息，会导致程序崩溃，通过控制台，我们可以看到异常信息：
这段异常信息实际上是由NSObject的“doesNotRecognizeSelector”方法抛出的。不过，我们可以采取一些措施，让我们的程序执行特定的逻辑，而避免程序的崩溃。
1>、动态方法解析
2>、备用接收者
3>、完整转发
动态方法解析
对象在接收到未知的消息时，首先会调用所属类的类方法
+resolveInstanceMethod:(实例方法)或者
+resolveClassMethod:(类方法)。
在这个方法中，我们有机会为该未知消息新增一个“处理方法”，通过运行时class_addMethod函数动态添加到类里面就可以了。
这种方案更多的是为了实现@dynamic属性。
备用接收者
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
如果在上一步无法处理消息，则Runtime会继续调以下方法：
如果一个对象实现了这个方法，并返回一个非nil的结果，则这个对象会作为消息的新接收者，且消息会被分发到这个对象。当然这个对象不能是self自身，否则就是出现无限循环。当然，如果我们没有指定相应的对象来处理aSelector，则应该调用父类的实现来返回结果。
这一步合适于我们只想将消息转发到另一个能处理该消息的对象上。但这一步无法对消息进行处理，如操作消息的参数和返回值。
完整消息转发
如果在上一步还不能处理未知消息，则唯一能做的就是启用完整的消息转发机制了。
我们首先要通过,指定方法签名，若返回nil，则表示不处理。
如下代码：
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
if ([NSStringFromSelector(aSelector) isEqualToString:@"testInstanceMethod"]){
return [NSMethodSignature signatureWithObjcTypes:"v@:"];
}
return [super methodSignatureForSelector: aSelector];
}
若返回方法签名，则会进入下一步调用以下方法，对象会创建一个表示消息的NSInvocation对象，把与尚未处理的消息有关的全部细节都封装在anInvocation中，包括selector，目标(target)和参数。
我们可以在forwardInvocation方法中选择将消息转发给其它对象。我们可以通过anInvocation对象做很多处理，比如修改实现方法，修改响应对象等.
如下所示：
- (void)forwardInvovation:(NSInvocation)anInvocation
{
[anInvocation invokeWithTarget:_helper];
[anInvocation setSelector:@selector(run)];
[anInvocation invokeWithTarget:self];
}