iOS_Runtime理解

一、什么是 Runtime

在 C 语言中，将代码转换为可执行程序，一般要经历三个步骤，即编译、链接、运行。在链接的时候，对象的类型、方法的实现就已经确定好了。

而在 Objective-C 中，却将一些在编译和链接过程中的工作，放到了运行阶段。也就是说，就算是一个编译好的 .ipa 包，在程序没运行的时候，也不知道调用一个方法会发生什么。这也为热修复提供了可能。因此我们称 Objective-C 为一门动态语言。

这样的设计使 Objective-C 变得灵活，甚至可以让我们在程序运行的时候，去动态修改一个方法的实现。而实现这一切的基础就是 Runtime 。

二、Class 和 Object

在这里 id 被定义为一个指向 objc_object 的指针。说明 objc_object 就是我们平时常用的对象的定义，它只包含一个 isa 指针。isa 指针指向什么呢？按住 command 键看看 Class

其中 objc_class 是一个结构体，在 runtime.h 中的定义如下：

可以看到，一个类保存了自身所有的成员变量（ivars）、所有的方法（methodLists）、所有实现的协议（objc_protocol_list）。

根据上面的objc_object和objc_class的定义，可以看出，一个对象唯一保存的信息就是它的Class的地址。当我们调用一个对象的方法时，会先通过isa去找到对应的objc_class，然后再在objc_class的methodLists中找到调用的方法，然后执行。

再说说objc_class中的cache，因为调用方法的过程是个查找methodLists的过程，如果每次调用都去查找，效率会非常低。所以对于调用过的方法，会以 map 的方式保存在cache中，下次再调用就会快很多。

其实观察objc_class和objc_object的定义，会发现两者其实本质相同，都包含isa指针，只是objc_class多了一些额外的字段。所以，类 也是一个 对象，只是类保存了一些额外信息。

既然说类也是对象，那么类的类型是什么呢？这里就引出了另外一个概念 —— Meta Class（元类）。

在 Objective-C 中，每一个类都有对应的元类，也就是类的isa指向的类。而在元类的methodLists中，保存了类的方法链表，即所谓的「类方法」，所以「类方法」其实就是调用了元类的方法。这一段有些拗口。

实际上元类也有一个isa指针，元类也是一个对象。为了不让这种结构无限延伸下去，所有元类的isa指向基类（比如 NSObject ）的元类。而基类的元类的isa指向自己。这样就形成了一个闭环。

三、Method

objc_method结构体包含SEL和IMP

SEL : 类成员方法的指针，但不同于C语言中的函数指针，函数指针直接保存了方法的地址，但SEL只是方法编号。

IMP:一个函数指针,保存了方法的地址

IMP和SEL关系

每一个继承于NSObject的类都能自动获得runtime的支持。在这样的一个类中，有一个isa指针，指向该类定义的数据结构体,这个结构体是由编译器编译时为类（需继承于NSObject）创建的.在这个结构体中有包括了指向其父类类定义的指针以及 Dispatch table. Dispatch table是一张SEL和IMP的对应表。(http://blog.csdn.net/fengsh998/article/details/8614486)

也就是说方法编号SEL最后还是要通过Dispatch table表寻找到对应的IMP，IMP就是一个函数指针，然后执行这个方法

获取属性 Method Swizzling 方法交换

Category介绍：

objc_category

Category 是一个指向objc_category结构体的指针，这个结构体中包含对象方法列表、类方法列表、协议列表。所以， Category 支持添加对象方法、类方法、协议，但没有成员变量列表，所以不能保存成员变量。

在 Category 中可以添加属性，会生成 getter、setter 的声明，但不会生成对应的成员变量、 getter 、setter 的实现。因此，调用 Category 中调用属性时会挂掉。