Runtime学习笔记

runtime是什么

runtime是系统运行时的一些机制，C语言中，函数的调用在编译的时候就会决定调用哪个函数，然后再顺序执行。
OC不同，OC是动态语言，所谓的动态是指，可以在编译时更改。这时我们就要用到runtime。OC是面向对象的语言，在编译的时候会都会最终转化成C语言，也就是runtime代码。这个时候我们可以修改runtime代码来改变代码最终的执行效果。

runtime的运行机制

runtime主要通过消息转发运行。消息机制的头文件主要是这个<objc/message.h>
先来看runtime的消息传递机制
void objc_msgSend(id self, SEL cmd, ...)
比如OC方法调用：id returnValue = [someObject messageName:parameter];
someObject叫做“接收者”（receiver），messageName是方法（selector）。方法与参数合起来称为“消息”（message）
在runtime时就会转化为：id returnValue = objc_msgSend(someObject,@selector(messageName:),parameter);
在我们点开<objc/runtime.h>可以找到这样一个结构体。这个结构体就是表示一个类。

objc_class {
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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;

我们可以看到这个类中有struct objc_method_list **methodLists和struct objc_cache *cache
一个是这个类所属的方法列表，另一个是缓存列表。当我们向某个类发送消息的时候首先会先在该类的缓存列表查找是有该方法，这样效率会大大提高，当缓存列表里面没有该方法的时候就会到方法列表里面查找，如果方法列表里面也没有，那就会去父类查找，直到NSObject，找到后就把这个方法放到缓存列表中，下次调用这个方法的时候就能直接在缓存列表中找到。
objc_msgSend方法是用得比较多的，头文件下其他方法用的不多，是一些特殊情况。这里就不赘述了。
如果上面最终没有找到对应的方法，则启动
[消息转发机制](http://book.51cto.com/art/201403/432146.html

runtime相关方法属性解析

我们继续在<objc/runtime.h>文件往下看。
id object_copy(id obj, size_t size)
这个方法拷贝一个对象，用于MRC，不适用ARC。
id object_dispose(id obj)
释放一个对象所占用的内存
object_getClassName(id obj)
返回类的名称
void *object_getIndexedIvars(id obj)
当你创建一个 Objective-C对象时，runtime会在实例变量存储区域后面再分配一点额外的空间。这么做的目的是什么呢？你可以获取这块空间起始指针（用 object_getIndexedIvars），然后就可以索引实例变量（ivars） id object_getIvar(id obj, Ivar ivar)
获得类的变量与Ivar object_getInstanceVariable(id obj, const char *name, void **outValue)配合使用
void object_setIvar(id obj, Ivar ivar, id value)
给一个对象的属性设置新值与Ivar object_getInstanceVariable(id obj, const char *name, void **outValue)配合使用

  • 备注
    class和metaclass的区别
    class 是 instance object 的类类型。当我们向实例对象发送消息（实例方法）时，我们在该实例对象的 class 结构的 methodlists 中去查找响应的函数，如果没找到匹配的响应函数则在该 class 的父类中的 methodlists 去查找（查找链为上图的中间那一排）。如下面的代码中，向str 实例对象发送 lowercaseString 消息，会在 NSString 类结构的 methodlists 中去查找 lowercaseString 的响应函数。NSString * str; [str lowercaseString];
    metaclass 是 class object 的类类型。当我们向类对象发送消息（类方法）时，我们在该类对象的 metaclass 结构的 methodlists 中去查找响应的函数，如果没有找到匹配的响应函数则在该 metaclass 的父类中的 methodlists 去查找（查找链为上图的最右边那一排）。如下面的代码中，向 NSString 类对象发送 stringWithString 消息，会在 NSString 的 metaclass 类结构的 methodlists 中去查找 stringWithString 的响应函数。[NSString stringWithString:@"str"];

Ivar *class_copyIvarList(Class cls, unsigned int *outCount)
获取类的所有属性，那么和class_copyPropertyList有什么区别呢？
class_copyPropertyList返回的仅仅是对象类的属性(@property申明的属性)，而class_copyIvarList返回类的所有属性和变量(包括在@interface大括号中声明的变量)
class_getInstanceMethod
得到类的实例方法
class_getClassMethod
得到类的类方法
class_copyMethodList
获取类的方法列表，包括get和set方法
class_conformsToProtocol
是只检查当前类符不符合协议
class_addMethod
给类添加方法
class_replaceMethod
动态替换方法
class_addIvar
给类动态添加属性和class_addProperty一样
class_replaceProperty
属性替换
class_createInstance
创建一个实例对象，
method_getName
获取方法名称
method_exchangeImplementations
动态交换2个方法
objc_getAssociatedObject
关联对象
objc_removeAssociatedObjects
移除关联对象

runtime的常见使用场景

1、动态变量控制

= [Person new];
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_person.name = @"xiaoming";
NSLog(@"XiaoMing first answer is %@",self.person.name);
unsigned int count = 0;
Ivar *ivar = class_copyIvarList([self.person class], &count);
for (int i = 0; i<count; i++) {
Ivar var = ivar[i];
const char *varName = ivar_getName(var);
NSString *proname = [NSString stringWithUTF8String:varName];
if ([proname isEqualToString:@"_name"]) {   //这里别忘了给属性加下划线
object_setIvar(self.person, var, @"daming");
break;
}
}
NSLog(@"XiaoMing change name  is %@",self.person.name);

2、动态添加方法

= [Person new];
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class_addMethod([self.person class], @selector(guess), (IMP)guessAnswer, "v@:");
if ([self.person respondsToSelector:@selector(guess)]) {
//Method method = class_getInstanceMethod([self.xiaoMing class], @selector(guess));
[self.person performSelector:@selector(guess)];
} else{
NSLog(@"error");
}
//新增的方法
void guessAnswer(id self,SEL _cmd){
NSLog(@"add new methods");
}

3、动态交换两个方法的实现

= [Person new];
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Method m1 = class_getInstanceMethod([self.person class], @selector(sayName));
Method m2 = class_getInstanceMethod([self.person class], @selector(saySex));
method_exchangeImplementations(m1, m2);
- (void)sayName:(id)sender {
NSLog(@"%@",_person.sayName);
}
- (void)saySex:(id)sender {
NSLog(@"%@",_person.saySex);
}

4、拦截并替换方法

[self.person class],不过要先初始化
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Method m1 = class_getInstanceMethod([Person class], @selector(sayName));
Method m2 = class_getInstanceMethod([Tool class], @selector(changeMethod));
method_exchangeImplementations(m1, m2);
此时调用[self.person sayName]则会执行[self.tool changeMethod]

5、在方法上增加额外功能

(void)load {
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static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
Class selfClass = [self class];
SEL oriSEL = @selector(sendAction:to:forEvent:);
Method oriMethod = class_getInstanceMethod(selfClass, oriSEL);
SEL cusSEL = @selector(mySendAction:to:forEvent:);
Method cusMethod = class_getInstanceMethod(selfClass, cusSEL);
BOOL addSucc = class_addMethod(selfClass, oriSEL, method_getImplementation(cusMethod), method_getTypeEncoding(cusMethod));
if (addSucc) {
class_replaceMethod(selfClass, cusSEL, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));
}else {
method_exchangeImplementations(oriMethod, cusMethod);
}
});
}
- (void)mySendAction:(SEL)action to:(id)target forEvent:(UIEvent *)event {
[[Tool sharedManager] addCount];
[self mySendAction:action to:target forEvent:event];
}

这里拓展了按钮的点击功能，点击时新增了点击次数计算
6、实现NSCoding的自动归档和解档

(void)encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder
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{
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;
}

7、实现字典转模型的自动转换

字典转模型
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+ (instancetype)objectWithDict:(NSDictionary *)dict
{
// 创建对应模型对象
id objc = [[self alloc] init];
unsigned int count = 0;
// 1.获取成员属性数组
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
// 2.遍历所有的成员属性名,一个一个去字典中取出对应的value给模型属性赋值
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 2.1 获取成员属性
Ivar ivar = ivarList[i];
// 2.2 获取成员属性名 C -> OC 字符串
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 2.3 _成员属性名 => 字典key
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
// 2.4 去字典中取出对应value给模型属性赋值
id value = dict[key];
// 获取成员属性类型
NSString *ivarType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
// 二级转换,字典中还有字典,也需要把对应字典转换成模型
//
// 判断下value,是不是字典
if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![ivarType containsString:@"NS"]) { //  是字典对象,并且属性名对应类型是自定义类型
// user User
// 处理类型字符串 @\"User\" -> User
ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@" withString:@""];
ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\"" withString:@""];
// 自定义对象,并且值是字典
// value:user字典 -> User模型
// 获取模型(user)类对象
Class modalClass = NSClassFromString(ivarType);
// 字典转模型
if (modalClass) {
// 字典转模型 user
value = [modalClass objectWithDict:value];
}
// 字典,user
//            NSLog(@"%@",key);
}
// 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
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 objectWithDict:dict];
[arrM addObject:model];
}
// 把模型数组赋值给value
value = arrM;
}
}
// 2.5 KVC字典转模型
if (value) {
[objc setValue:value forKey:key];
}
}
// 返回对象
return objc;
}
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    1、请确保node版本大于6.2
    2、在博客根目录（注意不是yilia根目录）执行以下命令：
    npm i hexo-generator-json-content --save

    3、在根目录_config.yml里添加配置： 

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不断超越自己