Runtime实际应用场景详解

目录

1.给分类增加属性
2.方法添加和替换和KVO实现
3.weak 释放 nil 的过程
4.消息转发(热更新)解决 Bug(JSPatch)
5.实现 NSCoding 的自动归档和自动解档
6.实现字典和模型的自动转换(MJExtension)
7.[self class] 和 [super class]
8.Runtime补充说明

相关链接:

https://juejin.cn/post/6844903586216804359
https://www.jianshu.com/p/c85e478d984c
https://juejin.cn/post/6844904079957688328
https://juejin.cn/post/6921348387501834254

1.关联对象(Objective-C Associated Objects)给分类增加属性

我们都是知道分类是不能自定义属性和变量的,下面通过关联对象实现给分类添加属性。关联对象 Runtime 提供了几个接口如下代码。

其中参数解释为:
id object:被关联的对象
const void *key:关联的key,要求唯一
id value:关联的对象
objc_AssociationPolicy policy:内存管理的策略

//关联对象
void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
//获取关联的对象
id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)
//移除关联的对象
void objc_removeAssociatedObjects(id object)
  • 内存管理的策略

下面我们看看内存策略对应的属性修饰。

typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy) {
    OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0,           /**< Specifies a weak reference to the associated object. */
    OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, /**< Specifies a strong reference to the associated object. 
                                            *   The association is not made atomically. */
    OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3,   /**< Specifies that the associated object is copied. 
                                            *   The association is not made atomically. */
    OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401,       /**< Specifies a strong reference to the associated object.
                                            *   The association is made atomically. */
    OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403          /**< Specifies that the associated object is copied.
                                            *   The association is made atomically. */
};
内存策略对应的属性修饰
  • 举例-下面实现一个 UIView 的 Category 添加自定义属性 defaultColor:
#import "ViewController.h"
#import "objc/runtime.h"

@interface UIView (DefaultColor)

@property (nonatomic, strong) UIColor *defaultColor;

@end

@implementation UIView (DefaultColor)

@dynamic defaultColor;

static char kDefaultColorKey;

- (void)setDefaultColor:(UIColor *)defaultColor {
    objc_setAssociatedObject(self, &kDefaultColorKey, defaultColor, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

- (id)defaultColor {
    return objc_getAssociatedObject(self, &kDefaultColorKey);
}

@end

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    
    UIView *test = [UIView new];
    test.defaultColor = [UIColor blackColor];
    NSLog(@"%@", test.defaultColor);
}

@end

打印结果: 2018-04-01 15:41:44.977732+0800 ocram[2053:63739] UIExtendedGrayColorSpace 0 1

打印结果来看,我们成功在分类上添加了一个属性,实现了它的 setter 和 getter 方法。通过关联对象实现的属性的内存管理也是有 ARC 管理的,所以我们只需要给定适当的内存策略就行了,不需要操心对象的释放。

2.方法魔法(Method Swizzling)方法添加和替换和KVO实现

  • 2.1 方法添加

实际上添加方法在讲消息转发的时候,动态方法解析的时候就提到了。

  • cls 被添加方法的类
  • name 添加的方法的名称的SEL
  • imp 方法的实现。该函数必须至少要有两个参数,self,_cmd
  • 类型编码
//class_addMethod(Class  _Nullable __unsafe_unretained cls, SEL  _Nonnull name, IMP  _Nonnull imp, const char * _Nullable types)
class_addMethod([self class], sel, (IMP)fooMethod, "v@:");
  • 2.2 方法替换

例子1:实现替换 ViewController 的 viewDidLoad 方法

其中:

1.swizzling 应该只在 +load 中完成。 在 Objective-C 的运行时中,每个类有两个方法都会自动调用。+load 是在一个类被初始装载时调用,+initialize 是在应用第一次调用该类的类方法或实例方法前调用的。两个方法都是可选的,并且只有在方法被实现的情况下才会被调用。

2.swizzling 应该只在 dispatch_once 中完成,由于 swizzling 改变了全局的状态,所以我们需要确保每个预防措施在运行时都是可用的。原子操作就是这样一个用于确保代码只会被执行一次的预防措施,就算是在不同的线程中也能确保代码只执行一次。Grand Central Dispatch 的 dispatch_once 满足了所需要的需求,并且应该被当做使用 swizzling 的初始化单例方法的标准。

@implementation ViewController

+ (void)load {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        Class class = [self class];
        SEL originalSelector = @selector(viewDidLoad);
        SEL swizzledSelector = @selector(jkviewDidLoad);
        
        Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class,originalSelector);
        Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class,swizzledSelector);
        
        //judge the method named  swizzledMethod is already existed.
        BOOL didAddMethod = class_addMethod(class, originalSelector, method_getImplementation(swizzledMethod), method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
        // if swizzledMethod is already existed.
        if (didAddMethod) {
            class_replaceMethod(class, swizzledSelector, method_getImplementation(originalMethod), method_getTypeEncoding(originalMethod));
        }
        else {
            method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
        }
    });
}

- (void)jkviewDidLoad {
    NSLog(@"替换的方法");
    
    [self jkviewDidLoad];
}

- (void)viewDidLoad {
    NSLog(@"自带的方法");
    
    [super viewDidLoad];
}

@end
实现图片详解

例子2:友盟统计埋点时候交换系统方法

友盟的方法照着文档写就可以;runtime那个就是交换系统的方法达到无侵入的埋点。主要看要交换的方法,比如最常见的vc的那几个周期方法。无侵入的意思就是不要到处都去写。

例子3:修改重写 KVC 的 undefinedKey 方法

KVC 键值对的时候 key 找不到 vaue 的时候就会调用 undefinedKey 方法,就无法字典转模型,这个时候可以利用 Runtime 修改重写这个 undefinedKey 方法解决奔溃,就可以继续使用 KVC 进行字典转模型来使用。

  • 2.3 KVO 实现

全称是 Key-value observing,翻译成键值观察。提供了一种当其它对象属性被修改的时候能通知当前对象的机制,在 MVC 大行其道的 Cocoa 中,KVO 机制很适合实现 model 和 controller 类之间的通讯。

KVO 实现详解1
KVO 实现详解2

3.weak 释放 nil 的过程

Runtime 会对 weak 属性进行内存布局,构建 hash 表:以 weak 属性对象内存地址为 key,weak 属性值(weak自身地址)为 value。当对象引用计数为0 dealloc 时,会将 weak 属性值自动置 nil。(Hash 表你理解成字典就行)

Runtime 如何实现 weak 属性
  • 补充:weak 属性需要在 dealloc 中置 nil 么?

4.消息转发(热更新)解决 Bug(JSPatch)

JSPatch 是一个 iOS 动态更新框架,只需在项目中引入极小的引擎,就可以使用 JavaScript 调用任何 Objective-C 原生接口,获得脚本语言的优势:为项目动态添加模块或替换项目原生代码动态修复 bug。

关于消息转发,前面已经讲到过了,消息转发分为三级,我们可以在每级实现替换功能,实现消息转发,从而不会造成崩溃。JSPatch 不仅能够实现消息转发,还可以实现方法添加、替换等一系列功能。

5.实现 NSCoding 的自动归档和自动解档

原理描述:用 Runtime 提供的函数遍历 Model 自身所有属性,并对属性进行 encode 和 decode 操作。 核心方法为在 Model 的基类中重写方法,代码如下。

- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
    if (self = [super init]) {
        unsigned int outCount;
        Ivar * ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount);
        for (int i = 0; i < outCount; i ++) {
            Ivar ivar = ivars[i];
            NSString * key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
            [self setValue:[aDecoder decodeObjectForKey:key] forKey:key];
        }
    }
    return self;
}

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
    unsigned int outCount;
    Ivar * ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount);
    for (int i = 0; i < outCount; i ++) {
        Ivar ivar = ivars[i];
        NSString * key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
        [aCoder encodeObject:[self valueForKey:key] forKey:key];
    }
}

6.实现字典和模型的自动转换(MJExtension)

原理描述:用 Runtime 提供的函数遍历 Model 自身所有属性,如果属性在 json 中有对应的值,则将其赋值。 核心方法为在 NSObject 的分类中添加方法,代码如下。

- (instancetype)initWithDict:(NSDictionary *)dict {

    if (self = [self init]) {
        //(1)获取类的属性及属性对应的类型
        NSMutableArray * keys = [NSMutableArray array];
        NSMutableArray * attributes = [NSMutableArray array];
        /*
         * 例子
         * name = value3 attribute = T@"NSString",C,N,V_value3
         * name = value4 attribute = T^i,N,V_value4
         */
        unsigned int outCount;
        objc_property_t * properties = class_copyPropertyList([self class], &outCount);
        for (int i = 0; i < outCount; i ++) {
            objc_property_t property = properties[i];
            //通过property_getName函数获得属性的名字
            NSString * propertyName = [NSString stringWithCString:property_getName(property) encoding:NSUTF8StringEncoding];
            [keys addObject:propertyName];
            //通过property_getAttributes函数可以获得属性的名字和@encode编码
            NSString * propertyAttribute = [NSString stringWithCString:property_getAttributes(property) encoding:NSUTF8StringEncoding];
            [attributes addObject:propertyAttribute];
        }
        //立即释放properties指向的内存
        free(properties);

        //(2)根据类型给属性赋值
        for (NSString * key in keys) {
            if ([dict valueForKey:key] == nil) continue;
            [self setValue:[dict valueForKey:key] forKey:key];
        }
    }
    return self;

}

7.[self class] 和 [super class]

https://blog.csdn.net/qq_45836906/article/details/119176086
https://juejin.cn/post/6844904100228759560
https://juejin.cn/post/6844904100228759560

8.Runtime补充说明

ios 中 Runtime 介绍以及使用:
http://www.jianshu.com/p/595e4c63c732
http://www.jianshu.com/p/add581f0e8bb#

作为一门动态编程语言,Objective-C 会尽可能的将编译(动态加载)和链接(动态绑定)时要做的事情推迟到运行时。这意味着 Objective-C 语言不仅需要一个编译环境,同时也需要一个运行时系统来执行编译好的代码。运行时它是苹果提供的纯C语言的开发库很优秀。运行时的作用如图

例子 - 运行时获取成员变量名称

#import 
#import "XMGPerson.h"
#import 

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // 成员变量的数量
        unsigned int outCount = 0;

        // 获得所有的成员变量
        // ivars是一个指向成员变量的指针
        // ivars默认指向第0个成员变量(最前面)
        Ivar *ivars = class_copyIvarList([XMGPerson class], &outCount);

        // 遍历所有的成员变量
        for (int i = 0; i
获取UITextFiled成员变量的名称

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