『Runtime』详解（一）基础知识

作者：行走少年郎
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1. 什么是 Runtime？

• OC是一门动态语言，在编译阶段并不知道变量的具体数据类型，也不知道真正的调用函数。runtime运行库就是实现OC运行时的基础。这个库使我们可以在程序运行时动态的创建对象、检查对象，修改类和对象的方法。

2. 消息机制的基本原理

• 对象方法调用都是类似[receiver selector];的形式。
• 编译阶段：[receiver selector];方法被编译器转换为:
  objc_msgSend(receiver，selector)（不带参数）
  objc_msgSend(recevier，selector，org1，org2，…)（带参数）
• 运行时阶段：消息接受者 recevier 寻找对应的 selector。
  1 通过recevier的isa指针找到recevier的Class（类）
  2 在Class（类）的cache（方法缓存）的列表中寻找对应的IMP（方法实现）
  3 如果在 cache（方法缓存） 中没有找到对应的 IMP（方法实现） 的话，就继续在 Class（类） 的 method list（方法列表） 中找对应的 selector，如果找到，填充到 cache（方法缓存） 中，并返回 selector
  4 如果在 Class（类） 中没有找到这个 selector，就继续在它的 superClass（父类）中寻找
  5 一旦找到对应的 selector，直接执行 recevier 对应 selector 方法实现的 IMP（方法实现）
  6 若找不到对应的 selector，消息被转发或者临时向 recevier 添加这个 selector 对应的实现方法，否则就会发生崩溃

3. Runtime 中的概念解析

4. Runtime 消息转发

4.1 消息动态解析

4.2 消息接受者重定向

4.3 消息重定向

5. 消息发送以及转发机制总结

调用 [receiver selector]; 后，进行的流程：
编译阶段：[receiver selector]; 方法被编译器转换为:
objc_msgSend(receiver，selector) （不带参数）
objc_msgSend(recevier，selector，org1，org2，…)（带参数）
运行时阶段：消息接受者 recevier 寻找对应的 selector。
通过 recevier 的 isa 指针 找到 recevier 的 class（类）；
在 Class（类） 的 cache（方法缓存） 的散列表中寻找对应的 IMP（方法实现）；
如果在 cache（方法缓存） 中没有找到对应的 IMP（方法实现） 的话，就继续在 Class（类） 的 method list（方法列表） 中找对应的 selector，如果找到，填充到 cache（方法缓存） 中，并返回 selector；
如果在 class（类） 中没有找到这个 selector，就继续在它的 superclass（父类）中寻找；
一旦找到对应的 selector，直接执行 recevier 对应 selector 方法实现的 IMP（方法实现）。
若找不到对应的 selector，Runtime 系统进入消息转发机制。
运行时消息转发阶段：
动态解析：通过重写 +resolveInstanceMethod: 或者 +resolveClassMethod:方法，利用 class_addMethod方法添加其他函数实现；
消息接受者重定向：如果上一步添加其他函数实现，可在当前对象中利用 forwardingTargetForSelector: 方法将消息的接受者转发给其他对象；
消息重定向：如果上一步没有返回值为 nil，则利用 methodSignatureForSelector:方法获取函数的参数和返回值类型。
如果 methodSignatureForSelector: 返回了一个 NSMethodSignature 对象（函数签名），Runtime 系统就会创建一个 NSInvocation 对象，并通过 forwardInvocation: 消息通知当前对象，给予此次消息发送最后一次寻找 IMP 的机会。
如果 methodSignatureForSelector: 返回 nil。则 Runtime 系统会发出 doesNotRecognizeSelector: 消息，程序也就崩溃了。