Runtime 是 iOS 编程中比较难的模块,想要深入学习 OC,那 runtime 是你必须要熟练掌握的东西,下面是我对 runtime 的整理,从零开始,由浅入深,并且带了几个 runtime 实际开发的应用场景。
runtime 概念
Objective-C 是基于 C 的,它为 C 添加了面向对象的特性。它将很多静态语言在编译和链接时期做的事放到了 runtime 运行时来处理,可以说 runtime 是我们 Objective-C 幕后工作者。
- runtime(
简称运行时
),是一套 纯C(C和汇编写的) 的API。而 OC 就是 运行时机制,也就是在运行时候的一些机制,其中最主要的是 消息机制。 - 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。
- OC的函数调用成为消息发送,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。
- 事实证明: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,只有当运行的时候才会报错,这是因为OC是运行时动态调用的。而 C 语言 调用未实现的函数 就会报错。
runtime 消息机制
我们写 OC 代码,它在运行的时候也是转换成了 runtime
方式运行的。任何方法调用本质:就是发送一个消息(用 runtime
发送消息,OC 底层实现通过 runtime
实现)。
消息机制原理:对象根据方法编号SEL去映射表查找对应的方法实现。
每一个 OC 的方法,底层必然有一个与之对应的 runtime
方法。
OC-->runtime
简单示例:
验证:方法调用,是否真的是转换为消息机制?
- 必须要导入头文件
#import <objc/message.h>
- 注解1:我们导入系统的头文件,一般用尖括号。
- 注解2:OC 解决消息机制方法提示步骤【查找
build setting
-> 搜索msg
->objc_msgSend
(YES --> NO)】 - 注解3:最终生成消息机制,编译器做的事情,最终代码,需要把当前代码重新编译,用xcode编译器,【
clang -rewrite-objc main.m
查看最终生成代码】,示例:cd main.m --> 输入前面指令,就会生成 .opp文件(C++代码)
- 注解4:这里一般不会直接导入
<objc/runtime.h>
message.h
- 示例代码:OC 方法-->runtime 方法
说明: eat(无参) 和 run(有参) 是 Person模型类中的私有方法「可以帮我调用私有方法」;
// Person *p = [Person alloc];
// 底层的实际写法
Person *p = objc_msgSend(objc_getClass("Person"), sel_registerName("alloc"));
// p = [p init];
p = objc_msgSend(p, sel_registerName("init"));
// 调用对象方法(本质:让对象发送消息)
//[p eat];
// 本质:让类对象发送消息
objc_msgSend(p, @selector(eat));
objc_msgSend([Person class], @selector(run:),20);
//--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
// 也许下面这种好理解一点
// id objc = [NSObject alloc];
id objc = objc_msgSend([NSObject class], @selector(alloc));
// objc = [objc init];
objc = objc_msgSend(objc, @selector(init));
runtime 方法调用流程「消息机制」
面试:消息机制方法调用流程
- 怎么去调用
eat
方法,对象方法:(保存到类对象的方法列表) ,类方法:(保存到元类(Meta Class
)中方法列表)。
- 1.OC 在向一个对象发送消息时,
runtime
库会根据对象的isa
指针找到该对象对应的类或其父类中查找方法。。 - 2.注册方法编号(这里用方法编号的好处,可以快速查找)。
- 3.根据方法编号去查找对应方法。
- 4.找到只是最终函数实现地址,根据地址去方法区调用对应函数。
- 补充:一个
objc
对象的isa
的指针指向什么?有什么作用?
- 每一个对象内部都有一个isa指针,这个指针是指向它的真实类型,根据这个指针就能知道将来调用哪个类的方法。
runtime 常见作用
- 动态交换两个方法的实现
- 动态添加属性(从类目中添加)
- 实现字典转模型的自动转换
- 发送消息
- 动态添加方法
- 拦截并替换方法
- 实现 NSCoding 的自动归档和解档
runtime 常用开发应用场景「工作掌握」
runtime 交换方法
应用场景:当第三方框架 或者 系统原生方法功能不能满足我们的时候,我们可以在保持系统原有方法功能的基础上,添加额外的功能。
需求:加载一张图片直接用[UIImage imageNamed:@"image"];
是无法知道到底有没有加载成功。给系统的imageNamed
添加额外功能(是否加载图片成功)。
- 方案一:继承系统的类,重写方法.(弊端:每次使用都需要导入)
- 方案二:使用 runtime,交换方法.
实现步骤:
- 1.给系统的方法添加分类
- 2.自己实现一个带有扩展功能的方法
- 3.交换方法,只需要交换一次,
案例代码:方法+调用+打印输出
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 方案一:先搞个分类,定义一个能加载图片并且能打印的方法+ (instancetype)imageWithName:(NSString *)name;
// 方案二:交换 imageNamed 和 ln_imageNamed 的实现,就能调用 imageNamed,间接调用 ln_imageNamed 的实现。
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"123"];
}
#import <objc/message.h>
@implementation UIImage (Image)
/**
load方法: 把类加载进内存的时候调用,只会调用一次
方法应先交换,再去调用
*/
+ (void)load {
// 1.获取 imageNamed方法地址
// class_getClassMethod(获取某个类的方法)
Method imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:));
// 2.获取 ln_imageNamed方法地址
Method ln_imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(ln_imageNamed:));
// 3.交换方法地址,相当于交换实现方式;「method_exchangeImplementations 交换两个方法的实现」
method_exchangeImplementations(imageNamedMethod, ln_imageNamedMethod);
}
/**
看清楚下面是不会有死循环的
调用 imageNamed => ln_imageNamed
调用 ln_imageNamed => imageNamed
*/
// 加载图片 且 带判断是否加载成功
+ (UIImage *)ln_imageNamed:(NSString *)name {
//注意:这里不能写[UIImage imageNamed:],因为方法交换了,这样会死循环
UIImage *image = [UIImage ln_imageNamed:name]; if (image) { NSLog(@"runtime添加额外功能--加载成功"); } else { NSLog(@"runtime添加额外功能--加载失败"); } return image;}/** 不能在分类中重写系统方法imageNamed,因为会把系统的功能给覆盖掉,而且分类中不能调用super 所以第二步,我们要 自己实现一个带有扩展功能的方法. + (UIImage *)imageNamed:(NSString *)name { } */@end// 打印输出2017-02-17 17:52:14.693 runtime[12761:543574] runtime添加额外功能--加载成功
总结:我们所做的就是在方法调用流程第三步的时候,交换两个方法地址指向。而且我们改变指向要在系统的imageNamed:
方法调用前,所以将代码写在了分类的load
方法里。最后当运行的时候系统的方法就会去找我们的方法的实现。
runtime 给分类动态添加属性
原理:给一个类声明属性,其实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类存空间。
应用场景:给系统的类添加属性的时候,可以使用runtime动态添加属性方法。
注解:系统 NSObject
添加一个分类,我们知道在分类中是不能够添加成员属性的,虽然我们用了@property
,但是仅仅会自动生成get
和set
方法的声明,并没有带下划线的属性和方法实现生成。但是我们可以通过runtime
就可以做到给它方法的实现。
需求:给系统 NSObject 类动态添加属性 name
字符串。
案例代码:方法+调用+打印
@interface NSObject (Property)
// @property分类:只会生成get,set方法声明,不会生成实现,也不会生成下划线成员属性
@property NSString *name;
@property NSString *height;
@end
@implementation NSObject (Property)
- (void)setName:(NSString *)name {
// objc_setAssociatedObject(将某个值跟某个对象关联起来,将某个值存储到某个对象中)
// object:给哪个对象添加属性
// key:属性名称
// value:属性值
// policy:保存策略
objc_setAssociatedObject(self, @"name", name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
- (NSString *)name {
return objc_getAssociatedObject(self, @"name");
}
// 调用
NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
objc.name = @"123";
NSLog(@"runtime动态添加属性name==%@",objc.name);
// 打印输出
2017-02-17 19:37:10.530 runtime[12761:543574] runtime动态添加属性--name == 123
总结:其实,给属性赋值的本质,就是让属性与一个对象产生关联,所以要给NSObject
的分类的name
属性赋值就是让name
和NSObject
产生关联,而runtime
可以做到这一点。
runtime 字典转模型
字典转模型的方式:
- 一个一个的给模型属性赋值(初学者)。
- 字典转模型KVC实现
- KVC 字典转模型弊端:必须保证,模型中的属性和字典中的
key
一一对应。 - 如果不一致,就会调用
[<Status 0x7fa74b545d60> setValue:forUndefinedKey:]
报key
找不到的错。 - 分析:模型中的属性和字典的
key
不一一对应,系统就会调用setValue:forUndefinedKey:
报错。 - 解决:重写对象的
setValue:forUndefinedKey:
,把系统的方法覆盖,就能继续使用KVC,字典转模型了。
- 字典转模型 Runtime 实现
- 思路:利用运行时,遍历模型中所有属性,根据模型的属性名,去字典中查找
key
,取出对应的值,给模型的属性赋值(从提醒:字典中取值,不一定要全部取出来)。 - 考虑情况:
- 1.当字典的
key
和模型的属性匹配不上。 - 2.模型中嵌套模型(模型属性是另外一个模型对象)。
- 3.数组中装着模型(模型的属性是一个数组,数组中是一个个模型对象)。
- 注解:根据上面的三种特殊情况,先是字典的
key
和模型的属性不对应的情况。不对应有两种,一种是字典的键值大于模型属性数量,这时候我们不需要任何处理,因为runtime
是先遍历模型所有属性,再去字典中根据属性名找对应值进行赋值,多余的键值对也当然不会去看了;另外一种是模型属性数量大于字典的键值对,这时候由于属性没有对应值会被赋值为nil
,就会导致crash
,我们只需加一个判断即可。考虑三种情况下面一一注解; - 步骤:提供一个
NSObject
分类,专门字典转模型,以后所有模型都可以通过这个分类实现字典转模型。
- MJExtension 字典转模型实现
- 底层也是对
runtime
的封装,才可以把一个模型中所有属性遍历出来。(你之所以看不懂,是 MJ 封装了很多层而已^_^.)。
这里针对字典转模型 KVC 实现,就不做详解了,如果你 对 KVC 详解使用或是实现原理 不是很清楚的,可以参考 实用「KVC编码 & KVO监听
字典转模型 Runtime 方式实现:
说明:下面这个示例,是考虑三种情况包含在内的转换示例,具体可以看图上的注解
Runtime 字典转模型
1、runtime 字典转模型-->字典的 key 和模型的属性不匹配「模型属性数量大于字典键值对数」,这种情况处理如下:
// Runtime:根据模型中属性,去字典中取出对应的value给模型属性赋值
// 思路:遍历模型中所有属性->使用运行时
+ (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict
{
// 1.创建对应的对象
id objc = [[self alloc] init];
// 2.利用runtime给对象中的属性赋值
/**
class_copyIvarList: 获取类中的所有成员变量
Ivar:成员变量
第一个参数:表示获取哪个类中的成员变量
第二个参数:表示这个类有多少成员变量,传入一个Int变量地址,会自动给这个变量赋值
返回值Ivar *:指的是一个ivar数组,会把所有成员属性放在一个数组中,通过返回的数组就能全部获取到。
count: 成员变量个数
*/
unsigned int count = 0;
// 获取类中的所有成员变量
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
// 遍历所有成员变量
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 根据角标,从数组取出对应的成员变量
Ivar ivar = ivarList[i];
// 获取成员变量名字
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 处理成员变量名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
// 根据成员属性名去字典中查找对应的value
id value = dict[key];
// 【如果模型属性数量大于字典键值对数理,模型属性会被赋值为nil】
// 而报错 (could not set nil as the value for the key age.)
if (value) {
// 给模型中属性赋值
[objc setValue:value forKey:key];
}
}
return objc;
}
注:
这里在获取模型类中的所有属性名,是采取 class_copyIvarList
先获取成员变量(以下划线开头
) ,然后再处理成员变量名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取
) 得到属性名。
原因:Ivar:成员变量,以下划线开头
,Property 属性
获取类里面属性 class_copyPropertyList
获取类中的所有成员变量 class_copyIvarList
{
int _a; // 成员变量
}
@property (nonatomic, assign) NSInteger attitudes_count; // 属性
这里有成员变量,就不会漏掉属性;如果有属性,可能会漏掉成员变量;
使用runtime
字典转模型获取模型属性名的时候,最好获取成员属性名Ivar
因为可能会有个属性是没有setter
和``getter方法的。
2、runtime 字典转模型-->模型中嵌套模型「模型属性是另外一个模型对象」,这种情况处理如下:
+ (instancetype)modelWithDict2:(NSDictionary *)dict
{
// 1.创建对应的对象
id objc = [[self alloc] init];
// 2.利用runtime给对象中的属性赋值
unsigned int count = 0;
// 获取类中的所有成员变量
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
// 遍历所有成员变量
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 根据角标,从数组取出对应的成员变量
Ivar ivar = ivarList[i];
// 获取成员变量名字
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 获取成员变量类型
NSString *ivarType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
// 替换: @\"User\" -> User
ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\"" withString:@""];
ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@" withString:@""];
// 处理成员属性名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
// 根据成员属性名去字典中查找对应的value
id value = dict[key];
//--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
//
// 二级转换:如果字典中还有字典,也需要把对应的字典转换成模型
// 判断下value是否是字典,并且是自定义对象才需要转换
if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![ivarType hasPrefix:@"NS"]) {
// 字典转换成模型 userDict => User模型, 转换成哪个模型
// 根据字符串类名生成类对象
Class modelClass = NSClassFromString(ivarType);
if (modelClass) { // 有对应的模型才需要转
// 把字典转模型
value = [modelClass modelWithDict2:value];
}
}
// 给模型中属性赋值
if (value) {
[objc setValue:value forKey:key];
}
}
return objc;
}
3、runtime 字典转模型-->数组中装着模型「模型的属性是一个数组,数组中是字典模型对象」,这种情况处理如下:
// Runtime:根据模型中属性,去字典中取出对应的value给模型属性赋值
// 思路:遍历模型中所有属性->使用运行时
+ (instancetype)modelWithDict3:(NSDictionary *)dict
{
// 1.创建对应的对象
id objc = [[self alloc] init];
// 2.利用runtime给对象中的属性赋值
unsigned int count = 0;
// 获取类中的所有成员变量
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
// 遍历所有成员变量
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 根据角标,从数组取出对应的成员变量
Ivar ivar = ivarList[i];
// 获取成员变量名字
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 处理成员属性名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
// 根据成员属性名去字典中查找对应的value
id value = dict[key];
//--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
//
// 三级转换:NSArray中也是字典,把数组中的字典转换成模型.
// 判断值是否是数组
if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) {
// 判断对应类有没有实现字典数组转模型数组的协议
// arrayContainModelClass 提供一个协议,只要遵守这个协议的类,都能把数组中的字典转模型
if ([self respondsToSelector:@selector(arrayContainModelClass)]) {
// 转换成id类型,就能调用任何对象的方法
id idSelf = self;
// 获取数组中字典对应的模型
NSString *type = [idSelf arrayContainModelClass][key];
// 生成模型
Class classModel = NSClassFromString(type);
NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray array];
// 遍历字典数组,生成模型数组
for (NSDictionary *dict in value) {
// 字典转模型
id model = [classModel modelWithDict3:dict];
[arrM addObject:model];
}
// 把模型数组赋值给value
value = arrM;
}
}
// 如果模型属性数量大于字典键值对数理,模型属性会被赋值为nil,而报错
if (value) {
// 给模型中属性赋值
[objc setValue:value forKey:key];
}
}
return objc;
}
runtime字典转模型-->数组中装着模型 打印输出
总结:我们既然能获取到属性类型,那就可以拦截到模型的那个数组属性,进而对数组中每个模型遍历并字典转模型,但是我们不知道数组中的模型都是什么类型,我们可以声明一个方法,该方法目的不是让其调用,而是让其实现并返回模型的类型。
这里提到的你如果不是很清楚,建议参考我的Demo,重要的部分代码中都有相应的注解和文字打印,运行程序可以很直观的表现。
runtime 其它作用「面试熟悉」
动态添加方法
应用场景:如果一个类方法非常多,加载类到内存的时候也比较耗费资源,需要给每个方法生成映射表,可以使用动态给某个类,添加方法解决。
注解:OC 中我们很习惯的会用懒加载,当用到的时候才去加载它,但是实际上只要一个类实现了某个方法,就会被加载进内存。当我们不想加载这么多方法的时候,就会使用到 runtime
动态的添加方法。
需求:runtime 动态添加方法处理调用一个未实现的方法 和 去除报错。
案例代码:方法+调用+打印输出
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
Person *p = [[Person alloc] init];
// 默认person,没有实现run:方法,可以通过performSelector调用,但是会报错。
// 动态添加方法就不会报错
[p performSelector:@selector(run:) withObject:@10];
}
@implementation Person
// 没有返回值,1个参数
// void,(id,SEL)
void aaa(id self, SEL _cmd, NSNumber *meter) {
NSLog(@"跑了%@米", meter);
}
// resolveInstanceMethod 是为对象方法进行决议,resolveClassMethod 是为类方法进行决议.
// 任何方法默认都有两个隐式参数,self,_cmd(当前方法的方法编号)
// 什么时候调用:只要一个对象调用了一个未实现的方法就会调用这个方法,进行处理
// 作用:动态添加方法,处理未实现
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
// [NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"run"];
if (sel == NSSelectorFromString(@"run:")) {
// 动态添加run方法
// class: 给哪个类添加方法
// SEL: 添加哪个方法,即添加方法的方法编号
// IMP: 方法实现 => 函数 => 函数入口 => 函数名(添加方法的函数实现(函数地址))
// type: 方法类型,(返回值+参数类型) v:void @:对象->self :表示SEL->_cmd
class_addMethod(self, sel, (IMP)aaa, "v@:@");
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
@end
// 打印输出
2017-02-17 19:05:03.917 runtime[12761:543574] runtime动态添加方法--跑了10米
实现NSCoding的自动归档和解档
如果你实现过自定义模型数据持久化的过程,那么你也肯定明白,如果一个模型有许多个属性,那么我们需要对每个属性都实现一遍encodeObject
和 decodeObjectForKey
方法,如果这样的模型又有很多个,这还真的是一个十分麻烦的事情。下面来看看简单的实现方式。
假设现在有一个Movie
类,有3个属性。先看下 .h文件
// Movie.h文件
//1. 如果想要当前类可以实现归档与反归档,需要遵守一个协议NSCoding
@interface Movie : NSObject<NSCoding>
@property (nonatomic, copy) NSString *movieId;
@property (nonatomic, copy) NSString *movieName;
@property (nonatomic, copy) NSString *pic_url;
@end
如果是正常写法, .m 文件应该是这样的:
// Movie.m文件
@implementation Movie
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder
{
[aCoder encodeObject:_movieId forKey:@"id"];
[aCoder encodeObject:_movieName forKey:@"name"];
[aCoder encodeObject:_pic_url forKey:@"url"];
}
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
if (self = [super init]) {
self.movieId = [aDecoder decodeObjectForKey:@"id"];
self.movieName = [aDecoder decodeObjectForKey:@"name"];
self.pic_url = [aDecoder decodeObjectForKey:@"url"];
}
return self;
}
@end
如果这里有100个属性,那么我们也只能把100个属性都给写一遍吗。
不过你会使用runtime
后,这里就有更简便的方法,如下。
#import "Movie.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation Movie
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder
{
unsigned int count = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([Movie class], &count);
for (int i = 0; i<count; i++) {
// 取出i位置对应的成员变量
Ivar ivar = ivars[i];
// 查看成员变量
const char *name = ivar_getName(ivar);
// 归档
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
id value = [self valueForKey:key];
[encoder encodeObject:value forKey:key];
}
free(ivars);
}
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)decoder
{
if (self = [super init]) {
unsigned int count = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([Movie class], &count);
for (int i = 0; i<count; i++) {
// 取出i位置对应的成员变量
Ivar ivar = ivars[i];
// 查看成员变量
const char *name = ivar_getName(ivar);
// 归档
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
id value = [decoder decodeObjectForKey:key];
// 设置到成员变量身上
[self setValue:value forKey:key];
}
free(ivars);
}
return self;
}
@end
这样的方式实现,不管有多少个属性,写这几行代码就搞定了。怎么,代码有点多,
好说下面看看更加简便的方法:两句代码搞定。
#import "Movie.h"
#import <objc/runtime.h>
#define encodeRuntime(A) \
\
unsigned int count = 0;\
Ivar *ivars = class_copyIvarList([A class], &count);\
for (int i = 0; i<count; i++) {\
Ivar ivar = ivars[i];\
const char *name = ivar_getName(ivar);\
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];\
id value = [self valueForKey:key];\
[encoder encodeObject:value forKey:key];\
}\
free(ivars);\
\
#define initCoderRuntime(A) \
\
if (self = [super init]) {\
unsigned int count = 0;\
Ivar *ivars = class_copyIvarList([A class], &count);\
for (int i = 0; i<count; i++) {\
Ivar ivar = ivars[i];\
const char *name = ivar_getName(ivar);\
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];\
id value = [decoder decodeObjectForKey:key];\
[self setValue:value forKey:key];\
}\
free(ivars);\
}\
return self;\
\
@implementation Movie
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder
{
encodeRuntime(Movie)
}
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)decoder
{
initCoderRuntime(Movie)
}
@end
优化:上面是encodeWithCoder
和 initWithCoder
这两个方法抽成宏。我们可以把这两个宏单独放到一个文件里面,这里以后需要进行数据持久化的模型都可以直接使用这两个宏。
runtime 下Class的各项操作
unsigned int count;
- 获取属性列表
objc_property_t *propertyList = class_copyPropertyList([self class], &count);
for (unsigned int i=0; i<count; i++) {
const char *propertyName = property_getName(propertyList[i]);
NSLog(@"property---->%@", [NSString stringWithUTF8String:propertyName]);
}
- 获取方法列表
Method *methodList = class_copyMethodList([self class], &count);
for (unsigned int i; i<count; i++) {
Method method = methodList[i];
NSLog(@"method---->%@", NSStringFromSelector(method_getName(method)));
}
- 获取成员变量列表
Ivar *ivarList = class_copyIvarList([self class], &count);
for (unsigned int i; i<count; i++) {
Ivar myIvar = ivarList[i];
const char *ivarName = ivar_getName(myIvar);
NSLog(@"Ivar---->%@", [NSString stringWithUTF8String:ivarName]);
}
- 获取协议列表
__unsafe_unretained Protocol **protocolList = class_copyProtocolList([self class], &count);
for (unsigned int i; i<count; i++) {
Protocol *myProtocal = protocolList[i];
const char *protocolName = protocol_getName(myProtocal);
NSLog(@"protocol---->%@", [NSString stringWithUTF8String:protocolName]);
}
现在有一个Person类,和person创建的xiaoming对象,有test1和test2两个方法
- 获得类方法
Class PersonClass = object_getClass([Person class]);
SEL oriSEL = @selector(test1);
Method oriMethod = _class_getMethod(xiaomingClass, oriSEL);
- 获得实例方法
Class PersonClass = object_getClass([xiaoming class]);
SEL oriSEL = @selector(test2);
Method cusMethod = class_getInstanceMethod(xiaomingClass, oriSEL);
- 添加方法
BOOL addSucc = class_addMethod(xiaomingClass, oriSEL, method_getImplementation(cusMethod), method_getTypeEncoding(cusMethod));
- 替换原方法实现
class_replaceMethod(toolClass, cusSEL, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));
- 交换两个方法的实现
method_exchangeImplementations(oriMethod, cusMethod);
runtime 几个参数概念
以上的几种方法应该算是runtime
在实际场景中所应用的大部分的情况了,平常的编码中差不多足够用了。
这里在对 runtime
几个参数概念,做一简单说明
1、objc_msgSend
这是个最基本的用于发送消息的函数。
其实编译器会根据情况在objc_msgSend
, objc_msgSend_stret
,,objc_msgSendSuper
, 或 objc_msgSendSuper_stret
四个方法中选择一个来调用。如果消息是传递给超类,那么会调用名字带有 Super
的函数;如果消息返回值是数据结构而不是简单值时,那么会调用名字带有stret
的函数。
2、SELobjc_msgSend
函数第二个参数类型为SEL
,它是selector
在Objc中的表示类型(Swift中是Selector类)。selector
是方法选择器,可以理解为区分方法的 ID
,而这个 ID
的数据结构是SEL
:typedef struct objc_selector *SEL;
其实它就是个映射到方法的C字符串,你可以用 Objc 编译器命令@selector()``或者 Runtime
系统的sel_registerName
函数来获得一个SEL
类型的方法选择器。
3、idobjc_msgSend
第一个参数类型为id
,大家对它都不陌生,它是一个指向类实例的指针:typedef struct objc_object *id;
那objc_object
又是啥呢:struct objc_object { Class isa; };
objc_object
结构体包含一个isa
指针,根据isa
指针就可以顺藤摸瓜找到对象所属的类。
4、runtime.h里Class的定义
struct objc_class {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;//每个Class都有一个isa指针
#if !__OBJC2__
Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE;//父类
const char *name OBJC2_UNAVAILABLE;//类名
long version OBJC2_UNAVAILABLE;//类版本
long info OBJC2_UNAVAILABLE;//!*!供运行期使用的一些位标识。如:CLS_CLASS (0x1L)表示该类为普通class; CLS_META(0x2L)表示该类为metaclass等(runtime.h中有详细列出)
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;//实例大小
struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE;//存储每个实例变量的内存地址
struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;//!*!根据info的信息确定是类还是实例,运行什么函数方法等
struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE;//缓存
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE;//协议
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_class {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;//每个Class都有一个isa指针
#if !__OBJC2__
Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE;//父类
const char *name OBJC2_UNAVAILABLE;//类名
long version OBJC2_UNAVAILABLE;//类版本
long info OBJC2_UNAVAILABLE;//!*!供运行期使用的一些位标识。如:CLS_CLASS (0x1L)表示该类为普通class; CLS_META(0x2L)表示该类为metaclass等(runtime.h中有详细列出)
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;//实例大小
struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE;//存储每个实例变量的内存地址
struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;//!*!根据info的信息确定是类还是实例,运行什么函数方法等
struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE;//缓存
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE;//协议
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
可以看到运行时一个类还关联了它的超类指针,类名,成员变量,方法,缓存,还有附属的协议。
在objc_class
结构体中:`ivars是
objc_ivar_list指针;
methodLists是指向
objc_method_list指针的指针。也就是说可以动态修改
*methodLists的值来添加成员方法,这也是
Category`实现的原理。
上面讲到的所有东西都在Demo里,如果你感觉这样难以理解,那强烈建议你下载Demo ,运行代码加上文字注解,效果会更好,如果你觉得不错,还请为我的Demo star一个。
什么是 method swizzling(俗称黑魔法)
- 简单说就是进行方法交换
- 在
Objective-C
中调用一个方法,其实是向一个对象发送消息,查找消息的唯一依据是selector
的名字。利用Objective-C
的动态特性,可以实现在运行时偷换selector
对应的方法实现,达到给方法挂钩的目的 - 每个类都有一个方法列表,存放着方法的名字和方法实现的映射关系,
selector
的本质其实就是方法名,IMP
有点类似函数指针,指向具体的Method
实现,通过selector
就可以找到对应的IMP
。
selector --> 对应的IMP
- 交换方法的几种实现方式
- 利用
method_exchangeImplementations
交换两个方法的实现 - 利用
class_replaceMethod
替换方法的实现 - 利用
method_setImplementation
来直接设置某个方法的IMP
。
交换方法
最后一道面试题的注解
下面的代码输出什么?
@implementation Son : NSObject
- (id)init
{
self = [super init];
if (self) {
NSLog(@"%@", NSStringFromClass([self class]));
NSLog(@"%@", NSStringFromClass([super class]));
}
return self;
}
@end
先思考一下,会打印出来什么❓
答案:都输出 Son
-
class
获取当前方法的调用者的类,superClass
获取当前方法的调用者的父类,super
仅仅是一个编译指示器,就是给编译器看的,不是一个指针。 - 本质:只要编译器看到
super
这个标志,就会让当前对象去调用父类方法,本质还是当前对象在调用
这个题目主要是考察关于objc
中对 self
和 super
的理解:
self
是类的隐藏参数,指向当前调用方法的这个类的实例。而super
本质是一个编译器标示符,和self
是指向的同一个消息接受者- 当使用
self
调用方法时,会从当前类的方法列表中开始找,如果没有,就从父类中再找; - 而当使用
super
时,则从父类的方法列表中开始找。然后调用父类的这个方法 - 调用
[self class]
时,会转化成objc_msgSend
函数
id objc_msgSend(id self, SEL op, ...)
- 调用 `[super class]`时,会转化成 `objc_msgSendSuper` 函数.
id objc_msgSendSuper(struct objc_super *super, SEL op, ...)
第一个参数是 objc_super 这样一个结构体,其定义如下
struct objc_super {
__unsafe_unretained id receiver;
__unsafe_unretained Class super_class;
};
第一个成员是 receiver, 类似于上面的 objc_msgSend函数第一个参数self
第二个成员是记录当前类的父类是什么,告诉程序从父类中开始找方法,找到方法后,最后内部是使用 objc_msgSend(objc_super->receiver, @selector(class))去调用, 此时已经和[self class]调用相同了,故上述输出结果仍然返回 Son
objc Runtime 开源代码对- (Class)class方法的实现
-(Class)class { return object_getClass(self);
}
附上实例-类对象-元类对象的继承关系图: