iOS Runtime运行时机制及场景使用

参考https://www.cnblogs.com/ioshe/p/5489086.html

一. Runtime 运行时机制

     1.Objective-C语言是一门动态语言，它将很多静态语言在编译和链接时期做的事放到了运行时来处理。这种动态语言的优势在于：我们写代码时更具灵活性，如我们可以把消息转发给我们想要的对象，或者随意交换一个方法的实现等。

 这种特性意味着Objective-C不仅需要一个编译器，还需要一个运行时系统来执行编译的代码。对于Objective-C来说，这个运行时系统就像一个操作系统一样：它让所有的工作可以正常的运行。这个运行时系统即Objc Runtime。Objc Runtime其实是一个Runtime库，它基本上是用C和汇编写的，这个库使得C语言有了面向对象的能力。

       2.对于C语言，函数的调用在编译的时候会决定调用哪个函数。对于OC的函数，属于动态调用过程，在编译的时候并不能决定真正调用哪个函数，只有在真正运行的时候才会根据函数的名称找到对应的函数来调用。

      3. 在编译阶段，OC可以调用任何函数，即使这个函数并未实现，只要声明过就不会报错。

在编译阶段，C语言调用未实现的函数就会报错。

二. Runtime 运行时的应用

. 能获得某个类的所有成员变量

. 能获得某个类的所有属性

. 能获得某个类的所有方法

. 交换方法实现

. 能动态添加一个成员变量

. 能动态添加一个属性

. 字典转模型

. runtime归档/反归档

. 常见的函数,头文件

#import : //成员变量,类,方法

class_copyIvarList : 获得某个类内部的所有成员变量class_copyMethodList : 获得某个类内部的所有方法class_getInstanceMethod : 获得某个具体的实例方法 (对象方法,减号-开头)class_getClassMethod : 获得某个具体的类方法 (加号+开头)method_exchangeImplementations : 交换两个方法的实现#import : //消息机制

objc_msgSend(...)

三. 应用场景

 *************************场景1:发消息**************************

方法的调用本质是，对象发送消息

objc/msgSend 只有对象才能发送消息，因此以objc开头  导入#import 或者直接导入 #import  注意 Xcode6  之后代码检查 单独使用会报错  builtSeting 修改 Enable Strict Checking of objc_msgSend Calls ->NO 才能调用 objc_msgSend

我们创建一个对象Person 自定义一个实例方法和类方法,并实现方法

#import@interfacePerson :NSObject

- (void)run;

+ (void)eat;

- (void)run{NSLog(@"一个人正在奔跑。。。。");}

+ (void)eat{NSLog(@"一个人正在吃。。。。");}

@end

然后我们在vc里面使用

// 创建对象 -> 调用方法

Person *p = [[Person alloc]init];// 调用方法 -> 实例方法

// [p run];

// 系统底层本质 -> 让对象发消息objc_msgSend(d,@selector(run));// 等同于  [d run];// 调用方法 -> 类方法

// [Person eat];

objc_msgSend([Person class], @selector(eat));  // 等同于  [Person eat];

***消息机制原理

对象根据方法编号SEL去映射表查找对应方法的实现,即我们在调用实例方法的时候,其实是实例对象d,在发送消息,消息的实现,其实是SEL,根据方法编号,去映射表查找对应方法的实现.类方法本质是[Dog class],发什么消息.

 ************************场景2:runtime交换方法************************

  *使用场景：系统自带方法功能不够用,给系统自带的方法扩展一些功能,并保存原有功能.

实现方法 1 -> 继承系统的类, 重写方法.

实现方法 2 -> runtime 交换方法 

案例:这里我们写一个UIImage的类目,来保证UIImage,不会被渲染,同时,如果图片为空,会打印提示.

#import@interfaceUIImage (Image)// 创建一个类方法

// 传入 一个字符串 -> 返回 不被 渲染的原始图片

+ (id)ImageOriginalWithStrName:(NSString *)name;

@end

在.m进行实现, 使用method_exchangeImplementations(method1, method2)方法交换,详情看代码注释.

#import"UIImage+Image.h"

#import@implementationUIImage (Image)// 加载内存时调用

+ (void)load{// 交换方法

// 获取 ImageOriginalWithStrName: 方法    

Method imageWithName = class_getClassMethod(self,@selector(ImageOriginalWithStrName:));

// 获取 imageName 方法    

Method imageName = class_getClassMethod(self,@selector(imageNamed:));

// 交换方法地址, 相当于交换实现    method_exchangeImplementations(imageWithName, imageName);}

// 注意 // 这里 返回值是一个函数结果类型 使用instancetype 会产生类型不匹配, 所以使用id

// 不能在改分类UIImage中重写 imageNamed:因为系统会把imageNamed:原来的功能覆盖掉

// 分类中不能调用super本身

+ (id)ImageOriginalWithStrName:(NSString *)name{

UIImage *image = [[self ImageOriginalWithStrName:name] imageWithRenderingMode:UIImageRenderingModeAlwaysOriginal];

if (image ==nil) {NSLog(@"加载图片为空...");    

}

return image;

}

@end

在vc中使用

UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"123"];

// 这里通过runtime 交换自定义方法 和 UIImage 自身的imageNamed: 来实现图片加载 不被渲染

// 代码在 #import "UIImage+Image.h" 类目中

// 传入了一个空123

************************场景3：动态添加方法************************

 *开发场景:如果一个类方法非常多,加载类到内存中的时候,会比较耗费资源,需要给给个方法生成映射表,这里可以使用动态添加方法给某个类.

经典面试题 有没有使用过 performSelector 其实主要是想问你有没有动态添加过方法.

// 下面是简单使用,继续以Dog 对象为例[d performSelector:@selector(jump)];

// 默认的狗 没有jump 这个方法实现, 直接调用会出错,可以使用 performSelector 调用就不会出错.

// --> 动态添加方法 不会报错

然后我们可以到Dog对象中进行添加动态方法

// void(*)()// 默认方法 都有两个隐式参数// 定义添加的方法

void jump (idself, SEL sel){NSLog(@" eat ...... %@ --- %@  ",self,NSStringFromSelector(sel));

}

// 当一个对象调用未实现的方法,会调用(+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel)这个方法处理,并且会把这个对应方法列表传过来// 所以动态添加方法, 我们可以在这里做判断, 为我们未实现的方法动态添加自己的方法.

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{

if (sel ==@selector(jump)) {

// <#__unsafe_unretained Class cls#>  参数1 给哪个类添加方法

// <#SEL name#>                      参数2 添加放啊编号

// <#IMP imp#>                        参数3 添加方法函数实现 (函数地址)

// <#const char *types#>    参数4 函数的类型 (返回值 + 参数类型) //v:void @:对象-> self :表示SEL -> _cmd        class_addMethod(self,@selector(jump), jump,"v@:");    }

return [super resolveInstanceMethod:sel];

}

// 实现动态添加方法后,在vc中,使用不会出错.

************************场景4：给分类添加属性************************

原理给一个类声明属性,其实是本质就是给这个类添加关联,并不是直接把这个值的内存空间添加到内存空间

案例 : 这里在类目中对NSObject扩展name 属性 可以直接给属性赋值使用

#import@interfaceNSObject (Property)@property (nonatomic,strong)NSString *name;// 添加一个name属性@end

在.m 中使用objc_setAssociatedObject动态添加方法

import"NSObject+Property.h"#importstaticconstchar *key ="name";@implementationNSObject (Property)- (NSString *)name{

// 根据关联的key,获取关联的值return objc_getAssociatedObject(self, key);}

- (void)setName:(NSString *)name{

// 参数1 <#id object#> 给那个对象添加关联

// 参数2 <#const void *key#> 关联的key 值,通过这个key 值获取

// 参数3 <#id value#> 关联的value

// 参数4 <#objc_AssociationPolicy policy#> 关联的策略

//    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. *///    

};   

 objc_setAssociatedObject(self, key, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);}

@end

VC 使用.能正常获取该属性,并能操作使用

NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];   

 objc.name =@"xxx";NSLog(@"%@", objc.name);

**********************场景5：runtime字典转模型**********************

设计模型 : 字典转模型的第一步

模型属性, 通常需要和字典中的key一一对应

通过创建一个分类,专门根据字典生成对应属性的字符串 (高效率的字典转模型)

我们可以正常通过写类目来实现 NSObject+DictionaryToModel

// 自动打印属性字符串// 写一个类方法+ (void)transformToModelByDictionary:(NSDictionary *)dict;

// 实现+ (void)transformToModelByDictionary:(NSDictionary *)dict{

// 根据类别拼接属性字符串代码NSMutableString *str = [NSMutableString string];

// 遍历字典,把字典中的所有key取出来;生成对应的属性代码    [dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id  _Nonnull key,id  _Nonnull obj,BOOL * _Nonnull stop) {

// 对各类新进行分类, 抽取出来NSString *type;

// 需要 理解 系统底层 数据结构类型

// 可以自行断点查看 各类型底层类型

if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFString")]) {            type =@"NSString";       

 }else if (

[obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSArrayI")])        {            

type =@"NSArray";        

}else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSArrayM")])        {            

type =@"NSMutableArray";        

}else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFNumber")])        {            

type =@"NSNumber";       

 }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSDictionaryI")])      {           

 type =@"NSDictionary";        

}else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSDictionaryM")])        {           

 type =@"NSMutableDictionary";        

}

// 属性字符串NSString *property;

if ([type containsString:@"NS"]) {            

property = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, strong) %@ *%@", type, key];        

}else   {           

 property = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, assign) %@ %@", type, key];        

}

// 每生成一对属性字符串 就自动换行        

[str appendFormat:@"\n%@\n", property];    }];

// 打印出拼接的字符串NSLog(@"对应属性 -> %@", str);

}

vc中测试

NSArray *array = [NSArray arrayWithObjects:@1, @2, @3, @4,nil];

NSMutableArray *arr = [NSMutableArray arrayWithArray:array];

NSDictionary *dic = [NSDictionary dictionaryWithObject:@"dfdf" forKey:@"dfsdf"];    

[NSObject transformToModelByDictionary:@{@"name" :@"str",@"num" : array,@"count" : @0,@"hah": arr,@"dic" : dic}];

**********************场景5：runtime快速归档**********************

主要还是通过class_copyIvarList,遍历对象属性,来做事情.

#import@interfaceNSObject (Extension)- (NSArray *)ignoredNames;

- (void)encode:(NSCoder *)aCoder;- (void)decode:(NSCoder *)aDecoder;@end

#import"NSObject+Extension.h"#import@implementationNSObject (Extension)- (void)decode:(NSCoder *)aDecoder {

// 一层层父类往上查找，对父类的属性执行归解档方法    

Class c =self.class;

while (c &&c != [NSObject class]) {

unsignedint outCount =0;        

Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount);

for (int i =0; i < outCount; i++) {            

Ivar ivar = ivars[i];NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];

// 如果有实现该方法再去调用if ([self respondsToSelector:@selector(ignoredNames)]) {

if ([[self ignoredNames] containsObject:key])continue;            }

id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key];            

[self setValue:value forKey:key];        }       

 free(ivars);        

c = [c superclass];    }}

- (void)encode:(NSCoder *)aCoder {

// 一层层父类往上查找，对父类的属性执行归解档方法    

Class c =self.class;

while (c &&c != [NSObject class]) {

unsignedint outCount =0;       

 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)];

// 如果有实现该方法再去调用if ([self respondsToSelector:@selector(ignoredNames)]) {

if ([[self ignoredNames] containsObject:key])

continue;            }

id value = [self valueForKeyPath:key];            

[aCoder encodeObject:value forKey:key];        }       

 free(ivars);       

 c = [c superclass];    }}

// 设置需要忽略的属性- (NSArray *)ignoredNames {

return @[@"bone"];}

// 在需要归解档的对象中实现下面方法即可：//// 在系统方法内来调用我们的方法

//- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {

//    if (self = [super init]) {

//        [self decode:aDecoder];//    }

//    return self;//}

////- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {

//    [self encode:aCoder];//}

@end

 ** 使用runtime 来写了通过 block回调 直接调用手势识别的action **

#import

typedef void(^XXWGestureBlock)(id gestureRecognizer);

@interface UIGestureRecognizer (Block)

/** * 使用类方法 初始化 添加手势 * * @param block 手势回调 * * @return block 内部 action * * * 使用 __unsafe_unretained __typeof(self) weakSelf = self; * 防止循环引用 * */

+ (instancetype)xxw_gestureRecognizerWithActionBlock:(XXWGestureBlock)block;

@end

#import"UIGestureRecognizer+Block.h"

#import

static const int target_key;

@implementation UIGestureRecognizer (Block)

+ (instancetype)xxw_gestureRecognizerWithActionBlock:(XXWGestureBlock)block {

return [[self alloc]initWithActionBlock:block];}

- (instancetype)initWithActionBlock:(XXWGestureBlock)block {

self = [self init];    

[self addActionBlock:block];   

 [self addTarget:self action:@selector(invoke:)];

returnself;}

/** * Returns the value associated with a given object for a given key. * * @param object The source object for the association. * @param key The key for the association. * * @return The value associated with the key \e key for \e object. * * @see objc_setAssociatedObject *///OBJC_EXPORT id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)

//__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_6, __IPHONE_3_1);

- (void)addActionBlock:(XXWGestureBlock)block {

if (block) {       

 objc_setAssociatedObject(self, &target_key, block, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);    

}}

- (void)invoke:(id)sender {    XXWGestureBlock block = objc_getAssociatedObject(self, &target_key);

if (block) {        block(sender);    }

}

@end

VC 中使用,我们可以直接调用手势对象,来实现action,是不是很方便.

[self.view addGestureRecognizer:[UITapGestureRecognizer xxw_gestureRecognizerWithActionBlock:^(id gestureRecognizer) {        NSLog(@"点击-------");    }]];

[self.view addGestureRecognizer:[UILongPressGestureRecognizer xxw_gestureRecognizerWithActionBlock:^(id gestureRecognizer) {        NSLog(@"长按-------");    }]];

runtime 深入学习 推荐 ->

顾鹏：http://tech.glowing.com/cn/objective-c-runtime/

杨潇玉：http://yulingtianxia.com/blog/2014/11/05/objective-c-runtime/

南峰子：http://southpeak.github.io/blog/2014/10/25/objective-c-runtime-yun-xing-shi-zhi-lei-yu-dui-xiang/

叶纯俊http://chun.tips/blog/2014/11/05/bao-gen-wen-di-objective[nil]c-runtime(1)[nil]-self-and-super/