iOS Runtime详解之SEL,Class,id,IMP,_cmd,isa,method,Ivar

原创Blog，转载请注明出处
http://blog.csdn.net/hello_hwc?viewmode=list
我的stackoverflow

前言：写了这么久的iOS博客，也是时候写写Rumtime的东西了，实际开发中用到的比较多的场景

• 动态改变方法的执行体
• Method Swizzling
• NSSelectorFromString，NSClassFromString…
• 动态添加属性（主要是类别）
• 动态遍历属性和方法，动态为类添加方法

但是，基本的概念很重要，计划Runtime这个系列计划几篇文章

• 讲讲一些基本概念(本文)，例如SEL，Class，id，IMP等等
• 详解iOS 中消息的传递机制，以及消息转发机制，内存分配，类对象，类元对象
• Method Swizzling
• 其他常见实际应用

什么是Runtime？

Objective C语言把能在运行期做的事情就推迟到运行期再决定。这就意味着，Objective C不仅需要一个编译器，而且需要一个运行期环境。这个运行期环境就是Runtime。

最直接的例子就是方法调用
这样的一个OC方法

[receiver message]

会被编译成

objc_msgSend(receiver, selector)

这里，先记着receiver就是接受消息的对象，selector是执行消息的函数体名称,是个C的字符串。而不是像其他语言一样，直接编译成一个指向函数体的指针。

那么，在运行的时候，如何通过objc_msgSend(receiver, selector)找到实际的函数体呢？

That is Runtime!

为什么要写这样一篇基础的文章？

记得最开始接触Runtime的时候，感觉很乱，看得我最后都迷糊了，最后想了想，主要还是一些基本概念不清楚，搞不清楚这些名词是几乎不可能深入理解和应用Runtime的。

所以，我讲解Runtime的方式是，先搞清楚一些基本的关键词的底层定义，然后讲解消息处理以及转发机制，最后讲解示例。

SEL/objc_selector

objc_selector

透明的数据结构，可以理解为C String

SEL
源代码定义

typedef struct objc_selector *SEL;

也就是说，SEL是指向一个C String的指针。

id/objc_object

id － 指向一个类的实例对象
底层代码定义

typedef struct objc_object *id;

其中
objc_object的底层定义

struct objc_object {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};

可以看到，objc_object中，只是保存了一个Class类型的isa。这里看不懂不要怕，先记着，对象中就是保存了一个指向Objective C中对应类的指针。

Class/objc_class

Class － 指向Objective C类对象（objc_class）的一个指针
底层定义

typedef struct objc_class *Class;

objc_class
底层定义

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                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */

可以看到，这就是类对象结构体的定义，细心的同学可能发现了类对象里仍然有一个指针Class isa，先记着，这个isa指向的是类元对象。这个我会在下一篇文章里详细阐述

IMP

IMP－指向实际执行函数体的函数指针

#if !OBJC_OLD_DISPATCH_PROTOTYPES
typedef void (*IMP)(void /* id, SEL, ... */ ); 
#else
typedef id (*IMP)(id, SEL, ...); 
#endif

可以看到，这个函数体前两个参数是 id（消息接受者，也就是对象），以及SEL（方法的名字）

method/objc_method

method - 指向Objective C中的方法的指针

typedef struct objc_method *Method;

其中

struct objc_method {
    SEL method_name                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
    char *method_types                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    IMP method_imp                                           OBJC2_UNAVAILABLE;
}                                                            OBJC2_UNAVAILABLE;

_cmd

SEL 类型的一个变量，Objective C的函数的前两个隐藏参数为self 和 _cmd

Ivar

ivar - objective C中的实例变量

typedef struct objc_ivar *Ivar;

可以看到变量的内存模型

struct objc_ivar {
    char *ivar_name                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
    char *ivar_type                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
    int ivar_offset                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
    int space                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
}                                                            OBJC2_UNAVAILABLE;