深入理解Runtime

Runtime简介

Runtime 又叫运行时，是一套底层的C语言的API，是IOS系统的核心之一。开发者在编码过程中，可以给任意一个对象发送消息，在编译阶段只是确定了要向接收者发送这条消息，而接收者将要如何响应和处理这条消息，那就要看运行时来决定了。

C语言中，在编译期，函数的调用就会决定调用哪个函数。

而OC的函数，属于动态调用过程，在编译期并不能决定真正调用哪个函数，只有在真正运行时才会根据函数的名称找到对应的函数来调用。

OC是一个动态语言，这意味着它不需要一个编译器，也需要一个运行时系统来动态的创建类和对象，进行消息传递和转发。

OC在三种层面上与Runtime系统进行交互：

1.通过OC源代码

一般情况下开发者只需要编写OC代码即可，Runtime系统自动在幕后把我们写的源代码在编译阶段转换成运行时代码，在运行时确定对应的数据结构和调用具体哪个方法。

2.通过Foundation框架的NSObject类定义的方法

在OC的世界中，除了NSProxy类以外，所有的类都是在NSObject的字累。在Foundation的框架下，NSObject和NSProxy两个基础的类，定义了类层次结构下所有类的公共接口和行为。NSProxy是专门用于实现代理对象的类，这个类暂时本篇文章不提。这两个类都遵循了NSObject协议，在这个协议中，声明了所有OC对象的公共方法。

在NSObject协议中，有以下五个方法，是可以从Runtime中获取信息，让对象进行自我检查。

- (Class)class OBJC_SWIFT_UNAVAIABLE("use 'anObject.dynamicType' instead");
- (BOOL)isKindOfClass:(Class)aClass;
- (BOOL)isMemberofClass:(Class)aClass;
- (BOOL)conformsToProtocol:(Protocol *)aProtocol;
- (BOOL)respondsToSelector:(SEL)aSelector;
-class 方法返回对象的类；
-isKindOfClass:和-isMemberOfClass:方法检查对象是否存在于指定的类的继承体系中；
-respondsToSelector：检查对象能否响应指定的消息；
-conformsToProrocol：检查对象是否实现了制定了协议类的方法；

在NSObject的类中还定义了一个方法

- (IMP)methodForSelector:(SEL)aSelector;
这个方法会返回指定方法实现的地址IMP

3.通过对Runtime库函数的直接调用

关于库函数可以在Objective-C Runtimr Reference中查看RunTime函数的详细文档

二、NSObject起源

OC与Runtime交互由三种方式，抢两种方式都与NSObject有关，那我们就从NSObject基类开始说起。

NSObject的定义如下：

typdef struct objc_class *Class;

@interface NSObject  {
	Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
}
在Objc2.0之前，objc_class源码如下：
  struct objc_class {
  Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
  
  #if !__OBJC2__
    Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list **methodLists