Runtime （运行时），是一套纯C的API。是OC的运行机制。最主要的是消息机制。OC调用函数的本质就是消息发送，是动态的调用过程。只有在真正的运行的时候才会跟具函数的名称找到对应的函数调用。
消息机制的原理：对象根据方法编号SEL去映射表找到对应的方法实现。
每个OC方法，底层必然有一个与之对应的runtime方法。
runtime消息机制
OC解决消息机制方法提示步骤（build setting->搜索msg->objc_msgSeng （YES——>NO））。
// Person *p1=[[Person alloc]init];
Person *p1=objc_msgSend(objc_getClass("Person"), sel_registerName("alloc"));
p1=objc_msgSend(p1, sel_registerName("init"));
//调用对象方法（本质：让对象发送消息）
// [p1 eat];
//调用对象方法
// [p1 performSelector:@selector(eat)];
// 本质：让类对象发送消息,最后找的是方法实现IMP
objc_msgSend(p1, @selector(eat));
//调用传参数的方法
objc_msgSend(p1, @selector(eatSomthing:),@"参数");
objc_msgSend(p1, @selector(sendMsg:msg:),@"参数1",@"参数2");runtime方法调用流程（消息机制）
怎么去掉用run方法，对象方法：（保存到对象的方法列表），类方法：（保存到元类Meta Class方法列表）？
- OC在向一个对象发送消息时，runtime库会根据对象的isa指针找到对象对应的类或其父类中查找方法。
- 注册方法编号（方法编号的好处，可以快速查找）。
- 根据方法编号去查找对应方法。
- 找到最终函数实现地址，再根据地址方法去调用对应函数。
注释：每个对象内部都有一个isa指针，这个指真指向它的真实类型，根据这个指针就能知道将来调用哪个类的方法。
runtime常见的作用
- 动态交换两个方法的实现。
- 动态添加属性。
- 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常用的开发应用场景
Runtime 交换方法
应用场景：第三方框架或者系统的方法不能满足我们的时候，可以在保持系统原有的方法基础上添加额外的功能。
方法一：继承系统的类，重新方法（弊端，每次要导入）。
方法二：使用runtime交换方法。
需求：加载一张图片直接使用[UIImage imageName:@“img”]；无法知道到底加载成功没有。给系统imageName添加额外的功能（是否加载成功）。
实现步骤：
- 给系统的方法添加分类
- 自己实现一个带有扩展功能的方法。
- 交换方法。只交换一次
#import "UIImage+image.h"
#import <objc/runtime.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{
//获取类的方法
Method method=class_getClassMethod([UIImage class],@selector(imageNamed:));
Method myMethod =class_getClassMethod(self, @selector(LY_imageWithName:));
//.交换方法地址，相当于交换实现方式;
method_exchangeImplementations(method, myMethod);
}
+(id)LY_imageWithName:(NSString *)name{
UIImage *img=[UIImage LY_imageWithName:name];
if (img) {
NSLog(@"加载成功");
}else{
NSLog(@"加载失败");
}
return img;
}
@endruntime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得内存空间添加到类内存空间。
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。
需求：给NSObject类动态添加属性name字符串。
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface NSObject (LYObjc)
@property NSString *name;
@end
#import "NSObject+LYObjc.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation NSObject (LYObjc)
-(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");
}
@end
//调用引入头文件
NSObject *objc=[[NSObject alloc]init];
objc.name=@"123";
NSLog(@"objc.name====%@",objc.name);总结：给属性赋值的本质，就是让属性与一个对象产生关联，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。
- 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。
- 模型中的属性和字典key不一一对应，系统会调用setValue：forUndefinedKey：报错。
- 解决：重写对象setValue：forUndefinedKey：把系统方法覆盖，就能继续使用KVC，字典转模型。
- 字典转模型runtime实现。
runtime其他作用
动态添加方法
应用场景：如果一个类的方法很多，加载类到内存的时候也比较耗费资源，需要给每一个方法生成映射表，可以使用动态给某个类，添加方法解决。
动态变量控制
实现NSCoding的自动归档和解档
Runtime 下Class的各项操作
// 得到类的所有方法
Method *allMethods = class_copyMethodList([Person class], &count);
// 得到所有成员变量
Ivar *allVariables = class_copyIvarList([Person class], &count);
// 得到所有属性
objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([Person class], &count);
// 根据名字得到类变量的Ivar指针，但是这个在OC中好像毫无意义
Ivar oneCVIvar = class_getClassVariable([Person class], name);
// 根据名字得到实例变量的Ivar指针
Ivar oneIVIvar = class_getInstanceVariable([Person class], name);
// 找到后可以直接对私有变量赋值
object_setIvar(p1, oneIVIvar, @"Mike");//强制修改name属性
/* 动态添加方法：
第一个参数表示Class cls 类型；
第二个参数表示待调用的方法名称；
第三个参数(IMP)myAddingFunction，IMP是一个函数指针，这里表示指定具体实现方法myAddingFunction；
第四个参数表方法的参数，0代表没有参数；
*/
class_addMethod([p1 class], @selector(sayHi), (IMP)myAddingFunction, 0);
// 交换两个方法
method_exchangeImplementations(method1, method2);
// 关联两个对象
objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
/*
id object :表示关联者，是一个对象，变量名理所当然也是object
const void *key :获取被关联者的索引key
id value :被关联者，这里是一个block
objc_AssociationPolicy policy : 关联时采用的协议，有assign，retain，copy等协议，一般使用OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC
*/
// 获得某个类的类方法
Method class_getClassMethod(Class cls , SEL name)
// 获得某个类的实例对象方法
Method class_getInstanceMethod(Class cls , SEL name)
// 交换两个方法的实现
void method_exchangeImplementations(Method m1 , Method m2)
// 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
void objc_setAssociatedObject(id object , const void *key ,id value ,objc_AssociationPolicy policy)
// 利用参数key 将对象object中存储的对应值取出来
id objc_getAssociatedObject(id object , const void *key)
// 获得某个类的所有成员变量（outCount 会返回成员变量的总数）
Ivar *class_copyIvarList(Class cls , unsigned int *outCount)
// 获得成员变量的名字
const char *ivar_getName(Ivar v)
// 获得成员变量的类型
const char *ivar_getTypeEndcoding(Ivar v)
// 获取类里面所有方法
class_copyMethodList(__unsafe_unretained Class cls, unsigned int *outCount)// 本质:创建谁的对象
// 获取类里面属性
class_copyPropertyList(__unsafe_unretained Class cls, unsigned int *outCount)Runtime几个概念
1、objc_msgSend
这个是最基本的消息发送函数。编译器会根据情况在objc_msgSend、objc_msgSend_stret、objc_msgSendSuper、objc_msgSendSuper_stret四个方法中选择一个来调用。如果消息传递给的是超类，会调用带有Super，如果消息返回的是数据结构而不是简单值时，会调用带有stret函数。
2、SEL
objc_msgSend函数第二个参数类型为SEL，它是selector在Objc中的表示类型，是方法选择器，它的数据结构SEL：typedef struct objc_selector *SEL; 其实它就是映射方法的C字符串。可以使用runtime系统的sel_registerName函数获得一个SEL类型的方法选择器。
3、id
objc_msgSend的第一个参数类型id，是指向类实例的指针：typedef struct objc_object *id;其中objc_object是struct objc_object { Class isa; };是一个结构体包含一个isa指针，根据isa指针找到对象所属的类。
4、runtime.h 里Class的定义
struct objc_class {
//每个Class都有一个isa指针
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
//父类
Class _Nullable super_class OBJC2_UNAVAILABLE;
//类名
const char * _Nonnull name OBJC2_UNAVAILABLE;
//类版本
long version 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 info OBJC2_UNAVAILABLE;
//实例大小
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
//存储每个实例变量的内存地址
struct objc_ivar_list * _Nullable ivars 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_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
//缓存
struct objc_cache * _Nonnull cache OBJC2_UNAVAILABLE;
//协议
struct objc_protocol_list * _Nullable protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;总结：运行时一个类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的指针的指针。即可以动态修改*methodLists的值来添加成员方法，这也是Category实现的原理。
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。
交换方法的几种实现：
- 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。
