iOS Runtime详解
Runtime的特性主要是消息(方法)传递，若是消息(方法)在对象中找不到，就进行转发，具体怎么实现的呢。咱们从下面几个方面探寻Runtime的实现机制。html
- Runtime介绍
- Runtime消息传递
- Runtime消息转发
- Runtime应用
Runtime介绍
Objective-C 扩展了 C 语言，并加入了面向对象特性和 Smalltalk 式的消息传递机制。而这个扩展的核心是一个用 C 和 编译语言 写的 Runtime 库。它是 Objective-C 面向对象和动态机制的基石。git
Objective-C 是一个动态语言，这意味着它不只须要一个编译器，也须要一个运行时系统来动态得建立类和对象、进行消息传递和转发。理解 Objective-C 的 Runtime 机制能够帮咱们更好的了解这个语言，适当的时候还能对语言进行扩展，从系统层面解决项目中的一些设计或技术问题。了解 Runtime ，要先了解它的核心 - 消息传递 （Messaging）。github
Runtime其实有两个版本: “modern” 和 “legacy”。咱们如今用的 Objective-C 2.0 采用的是现行 (Modern) 版的 Runtime 系统，只能运行在 iOS 和 macOS 10.5 以后的 64 位程序中。而 macOS 较老的32位程序仍采用 Objective-C 1 中的（早期）Legacy 版本的 Runtime 系统。这两个版本最大的区别在于当你更改一个类的实例变量的布局时，在早期版本中你须要从新编译它的子类，而现行版就不须要。编程
Runtime 基本是用 C 和汇编写的，可见苹果为了动态系统的高效而做出的努力。你能够在这里下到苹果维护的开源代码。苹果和GNU各自维护一个开源的 runtime 版本，这两个版本之间都在努力的保持一致。json
平时的业务中主要是使用官方Api，解决咱们框架性的需求。缓存
高级编程语言想要成为可执行文件须要先编译为汇编语言再汇编为机器语言，机器语言也是计算机可以识别的惟一语言，可是OC并不能直接编译为汇编语言，而是要先转写为纯C语言再进行编译和汇编的操做，从OC到C语言的过渡就是由runtime来实现的。然而咱们使用OC进行面向对象开发，而C语言更多的是面向过程开发，这就须要将面向对象的类转变为面向过程的结构体。bash
Runtime消息传递
一个对象的方法像这样[obj foo]，编译器转成消息发送objc_msgSend(obj, foo)，Runtime时执行的流程是这样的：微信
- 首先，经过
obj的isa指针找到它的class; - 在
class的method list找foo; - 若是
class中没到foo，继续往它的superclass中找 ; - 一旦找到
foo这个函数，就去执行它的实现IMP。
但这种实现有个问题，效率低。但一个class 每每只有 20% 的函数会被常常调用，可能占总调用次数的 80% 。每一个消息都须要遍历一次objc_method_list 并不合理。若是把常常被调用的函数缓存下来，那能够大大提升函数查询的效率。这也就是objc_class 中另外一个重要成员objc_cache 作的事情 - 再找到foo 以后，把foo 的method_name 做为key ，method_imp做为value 给存起来。当再次收到foo 消息的时候，能够直接在cache 里找到，避免去遍历objc_method_list。从前面的源代码能够看到objc_cache是存在objc_class 结构体中的。数据结构
objec_msgSend的方法定义以下：并发
OBJC_EXPORT id objc_msgSend(id self, SEL op, ...)
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那消息传递是怎么实现的呢？咱们看看对象(object)，类(class)，方法(method)这几个的结构体：
//对象
struct objc_object {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
//类
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;
//方法列表
struct objc_method_list {
struct objc_method_list *obsolete OBJC2_UNAVAILABLE;
int method_count OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
int space OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
/* variable length structure */
struct objc_method method_list[1] OBJC2_UNAVAILABLE;
} OBJC2_UNAVAILABLE;
//方法
struct objc_method {
SEL method_name OBJC2_UNAVAILABLE;
char *method_types OBJC2_UNAVAILABLE;
IMP method_imp OBJC2_UNAVAILABLE;
}
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- 系统首先找到消息的接收对象，而后经过对象的
isa找到它的类。 - 在它的类中查找
method_list，是否有selector方法。 - 没有则查找父类的
method_list。 - 找到对应的
method，执行它的IMP。 - 转发
IMP的return值。
下面讲讲消息传递用到的一些概念：
- 类对象(objc_class)
- 实例(objc_object)
- 元类(Meta Class)
- Method(objc_method)
- SEL(objc_selector)
- IMP
- 类缓存(objc_cache)
- Category(objc_category)
类对象(objc_class)
Objective-C类是由Class类型来表示的，它其实是一个指向objc_class结构体的指针。
typedef struct objc_class *Class;
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查看objc/runtime.h中objc_class结构体的定义以下：
struct objc_class {
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
Class _Nullable super_class OBJC2_UNAVAILABLE;
const char * _Nonnull name OBJC2_UNAVAILABLE;
long version OBJC2_UNAVAILABLE;
long info OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list * _Nullable ivars OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache * _Nonnull cache OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list * _Nullable protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
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struct objc_class结构体定义了不少变量，经过命名不难发现， 结构体里保存了指向父类的指针、类的名字、版本、实例大小、实例变量列表、方法列表、缓存、遵照的协议列表等， 一个类包含的信息也不就正是这些吗？没错，类对象就是一个结构体struct objc_class，这个结构体存放的数据称为元数据(metadata)， 该结构体的第一个成员变量也是isa指针，这就说明了Class自己其实也是一个对象，所以咱们称之为类对象，类对象在编译期产生用于建立实例对象，是单例。
实例(objc_object)
/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;
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类对象中的元数据存储的都是如何建立一个实例的相关信息，那么类对象和类方法应该从哪里建立呢？ 就是从isa指针指向的结构体建立，类对象的isa指针指向的咱们称之为元类(metaclass)， 元类中保存了建立类对象以及类方法所需的全部信息，所以整个结构应该以下图所示:
元类(Meta Class)
经过上图咱们能够看出整个体系构成了一个自闭环，struct objc_object结构体实例它的isa指针指向类对象， 类对象的isa指针指向了元类，super_class指针指向了父类的类对象， 而元类的super_class指针指向了父类的元类，那元类的isa指针又指向了本身。
元类(Meta Class)是一个类对象的类。 在上面咱们提到，全部的类自身也是一个对象，咱们能够向这个对象发送消息(即调用类方法)。 为了调用类方法，这个类的isa指针必须指向一个包含这些类方法的一个objc_class结构体。这就引出了meta-class的概念，元类中保存了建立类对象以及类方法所需的全部信息。 任何NSObject继承体系下的meta-class都使用NSObject的meta-class做为本身的所属类，而基类的meta-class的isa指针是指向它本身。
Method(objc_method)
先看下定义
runtime.h
/// An opaque type that represents a method in a class definition.表明类定义中一个方法的不透明类型
typedef struct objc_method *Method;
struct objc_method {
SEL method_name OBJC2_UNAVAILABLE;
char *method_types OBJC2_UNAVAILABLE;
IMP method_imp OBJC2_UNAVAILABLE;
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Method和咱们平时理解的函数是一致的，就是表示可以独立完成一个功能的一段代码，好比：
- (void)logName
{
NSLog(@"name");
}
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这段代码，就是一个函数。
咱们来看下objc_method这个结构体的内容：
- SEL method_name 方法名
- char *method_types 方法类型
- IMP method_imp 方法实现
在这个结构体重，咱们已经看到了SEL和IMP，说明SEL和IMP其实都是Method的属性。
咱们接着来看SEL。
SEL(objc_selector)
先看下定义
Objc.h
/// An opaque type that represents a method selector.表明一个方法的不透明类型
typedef struct objc_selector *SEL;
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objc_msgSend函数第二个参数类型为SEL，它是selector在Objective-C中的表示类型（Swift中是Selector类）。selector是方法选择器，能够理解为区分方法的 ID，而这个 ID 的数据结构是SEL:
@property SEL selector;
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能够看到selector是SEL的一个实例。
A method selector is a C string that has been registered (or “mapped“) with the Objective-C runtime. Selectors generated by the compiler are automatically mapped by the runtime when the class is loaded.
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其实selector就是个映射到方法的C字符串，你能够用 Objective-C 编译器命令@selector()或者 Runtime 系统的sel_registerName函数来得到一个 SEL 类型的方法选择器。
selector既然是一个string，我以为应该是相似className+method的组合，命名规则有两条：
- 同一个类，selector不能重复
- 不一样的类，selector能够重复
这也带来了一个弊端，咱们在写C代码的时候，常常会用到函数重载，就是函数名相同，参数不一样，可是这在Objective-C中是行不通的，由于selector只记了method的name，没有参数，因此无法区分不一样的method。
好比：
- (void)caculate(NSInteger)num;
- (void)caculate(CGFloat)num;
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是会报错的。
咱们只能经过命名来区别：
- (void)caculateWithInt(NSInteger)num;
- (void)caculateWithFloat(CGFloat)num;
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在不一样类中相同名字的方法所对应的方法选择器是相同的，即便方法名字相同而变量类型不一样也会致使它们具备相同的方法选择器。
IMP
看下IMP的定义
/// A pointer to the function of a method implementation. 指向一个方法实现的指针
typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);
#endif
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就是指向最终实现程序的内存地址的指针。
在iOS的Runtime中，Method经过selector和IMP两个属性，实现了快速查询方法及实现，相对提升了性能，又保持了灵活性。
类缓存(objc_cache)
当Objective-C运行时经过跟踪它的isa指针检查对象时，它能够找到一个实现许多方法的对象。然而，你可能只调用它们的一小部分，而且每次查找时，搜索全部选择器的类分派表没有意义。因此类实现一个缓存，每当你搜索一个类分派表，并找到相应的选择器，它把它放入它的缓存。因此当objc_msgSend查找一个类的选择器，它首先搜索类缓存。这是基于这样的理论：若是你在类上调用一个消息，你可能之后再次调用该消息。
为了加速消息分发， 系统会对方法和对应的地址进行缓存，就放在上述的objc_cache，因此在实际运行中，大部分经常使用的方法都是会被缓存起来的，Runtime系统实际上很是快，接近直接执行内存地址的程序速度。
Category(objc_category)
Category是表示一个指向分类的结构体的指针，其定义以下：
struct category_t {
const char *name;
classref_t cls;
struct method_list_t *instanceMethods;
struct method_list_t *classMethods;
struct protocol_list_t *protocols;
struct property_list_t *instanceProperties;
};
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name：是指 class_name 而不是 category_name。
cls：要扩展的类对象，编译期间是不会定义的，而是在Runtime阶段经过name对 应到对应的类对象。
instanceMethods：category中全部给类添加的实例方法的列表。
classMethods：category中全部添加的类方法的列表。
protocols：category实现的全部协议的列表。
instanceProperties：表示Category里全部的properties，这就是咱们能够经过objc_setAssociatedObject和objc_getAssociatedObject增长实例变量的缘由，不过这个和通常的实例变量是不同的。
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从上面的category_t的结构体中能够看出，分类中能够添加实例方法，类方法，甚至能够实现协议，添加属性，不能够添加成员变量。
Runtime消息转发
前文介绍了进行一次发送消息会在相关的类对象中搜索方法列表，若是找不到则会沿着继承树向上一直搜索知道继承树根部（一般为NSObject），若是仍是找不到而且消息转发都失败了就回执行doesNotRecognizeSelector:方法报unrecognized selector错。那么消息转发究竟是什么呢？接下来将会逐一介绍最后的三次机会。
- 动态方法解析
- 备用接收者
- 完整消息转发
动态方法解析
首先，Objective-C运行时会调用 +resolveInstanceMethod:或者 +resolveClassMethod:，让你有机会提供一个函数实现。若是你添加了函数并返回YES， 那运行时系统就会从新启动一次消息发送的过程。
实现一个动态方法解析的例子以下：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
//执行foo函数
[self performSelector:@selector(foo:)];
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
if (sel == @selector(foo:)) {//若是是执行foo函数，就动态解析，指定新的IMP
class_addMethod([self class], sel, (IMP)fooMethod, "v@:");
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
void fooMethod(id obj, SEL _cmd) {
NSLog(@"Doing foo");//新的foo函数
}
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打印结果： 2018-04-01 12:23:35.952670+0800 ocram[87546:23235469] Doing foo
能够看到虽然没有实现foo:这个函数，可是咱们经过class_addMethod动态添加fooMethod函数，并执行fooMethod这个函数的IMP。从打印结果看，成功实现了。
若是resolve方法返回 NO ，运行时就会移到下一步：forwardingTargetForSelector。
备用接收者
若是目标对象实现了-forwardingTargetForSelector:，Runtime 这时就会调用这个方法，给你把这个消息转发给其余对象的机会。
实现一个备用接收者的例子以下：
#import "ViewController.h"
#import "objc/runtime.h"
@interface Person: NSObject
@end
@implementation Person
- (void)foo {
NSLog(@"Doing foo");//Person的foo函数
}
@end
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
//执行foo函数
[self performSelector:@selector(foo)];
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
return YES;//返回YES，进入下一步转发
}
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
if (aSelector == @selector(foo)) {
return [Person new];//返回Person对象，让Person对象接收这个消息
}
return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
@end
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打印结果： 2018-04-01 12:45:04.757929+0800 ocram[88023:23260346] Doing foo
能够看到咱们经过forwardingTargetForSelector把当前ViewController的方法转发给了Person去执行了。打印结果也证实咱们成功实现了转发。
完整消息转发
若是在上一步还不能处理未知消息，则惟一能作的就是启用完整的消息转发机制了。 首先它会发送-methodSignatureForSelector:消息得到函数的参数和返回值类型。若是-methodSignatureForSelector:返回nil ，Runtime则会发出 -doesNotRecognizeSelector: 消息，程序这时也就挂掉了。若是返回了一个函数签名，Runtime就会建立一个NSInvocation 对象并发送 -forwardInvocation:消息给目标对象。
实现一个完整转发的例子以下：
#import "ViewController.h"
#import "objc/runtime.h"
@interface Person: NSObject
@end
@implementation Person
- (void)foo {
NSLog(@"Doing foo");//Person的foo函数
}
@end
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
//执行foo函数
[self performSelector:@selector(foo)];
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
return YES;//返回YES，进入下一步转发
}
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
return nil;//返回nil，进入下一步转发
}
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
if ([NSStringFromSelector(aSelector) isEqualToString:@"foo"]) {
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];//签名，进入forwardInvocation
}
return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
SEL sel = anInvocation.selector;
Person *p = [Person new];
if([p respondsToSelector:sel]) {
[anInvocation invokeWithTarget:p];
}
else {
[self doesNotRecognizeSelector:sel];
}
}
@end
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打印结果： 2018-04-01 13:00:45.423385+0800 ocram[88353:23279961] Doing foo
从打印结果来看，咱们实现了完整的转发。经过签名，Runtime生成了一个对象anInvocation，发送给了forwardInvocation，咱们在forwardInvocation方法里面让Person对象去执行了foo函数。签名参数v@:怎么解释呢，这里苹果文档Type Encodings有详细的解释。
以上就是Runtime的三次转发流程。下面咱们讲讲Runtime的实际应用。
Runtime应用
Runtime简直就是作大型框架的利器。它的应用场景很是多，下面就介绍一些常见的应用场景。
- 关联对象(Objective-C Associated Objects)给分类增长属性
- 方法魔法(Method Swizzling)方法添加和替换和KVO实现
- 消息转发(热更新)解决Bug(JSPatch)
- 实现NSCoding的自动归档和自动解档
- 实现字典和模型的自动转换(MJExtension)
关联对象(Objective-C Associated Objects)给分类增长属性
咱们都是知道分类是不能自定义属性和变量的。下面经过关联对象实现给分类添加属性。
关联对象Runtime提供了下面几个接口：
//关联对象
void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
//获取关联的对象
id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)
//移除关联的对象
void objc_removeAssociatedObjects(id object)
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参数解释
id object：被关联的对象
const void *key：关联的key，要求惟一
id value：关联的对象
objc_AssociationPolicy policy：内存管理的策略
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内存管理的策略
typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy) {
OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0, /**< Specifies a weak reference to the associated object. */
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, /**< Specifies a strong reference to the associated object.
* The association is not made atomically. */
OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3, /**< Specifies that the associated object is copied.
* The association is not made atomically. */
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401, /**< Specifies a strong reference to the associated object.
* The association is made atomically. */
OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403 /**< Specifies that the associated object is copied.
* The association is made atomically. */
};
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下面实现一个UIView的Category添加自定义属性defaultColor。
#import "ViewController.h"
#import "objc/runtime.h"
@interface UIView (DefaultColor)
@property (nonatomic, strong) UIColor *defaultColor;
@end
@implementation UIView (DefaultColor)
@dynamic defaultColor;
static char kDefaultColorKey;
- (void)setDefaultColor:(UIColor *)defaultColor {
objc_setAssociatedObject(self, &kDefaultColorKey, defaultColor, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
- (id)defaultColor {
return objc_getAssociatedObject(self, &kDefaultColorKey);
}
@end
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
UIView *test = [UIView new];
test.defaultColor = [UIColor blackColor];
NSLog(@"%@", test.defaultColor);
}
@end
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打印结果： 2018-04-01 15:41:44.977732+0800 ocram[2053:63739] UIExtendedGrayColorSpace 0 1
打印结果来看，咱们成功在分类上添加了一个属性，实现了它的setter和getter方法。 经过关联对象实现的属性的内存管理也是有ARC管理的，因此咱们只须要给定适当的内存策略就好了，不须要操心对象的释放。
咱们看看内存测量对于的属性修饰。
| 内存策略 | 属性修饰 | 描述 |
|---|---|---|
| OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN | @property (assign) 或 @property (unsafe_unretained) | 指定一个关联对象的弱引用。 |
| OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC | @property (nonatomic, strong) | @property (nonatomic, strong) 指定一个关联对象的强引用，不能被原子化使用。 |
| OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC | @property (nonatomic, copy) | 指定一个关联对象的copy引用，不能被原子化使用。 |
| OBJC_ASSOCIATION_RETAIN | @property (atomic, strong) | 指定一个关联对象的强引用，能被原子化使用。 |
| OBJC_ASSOCIATION_COPY | @property (atomic, copy) | 指定一个关联对象的copy引用，能被原子化使用。 |
方法魔法(Method Swizzling)方法添加和替换和KVO实现
方法添加
实际上添加方法刚才在讲消息转发的时候，动态方法解析的时候就提到了。
//class_addMethod(Class _Nullable __unsafe_unretained cls, SEL _Nonnull name, IMP _Nonnull imp, const char * _Nullable types)
class_addMethod([self class], sel, (IMP)fooMethod, "v@:");
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- cls 被添加方法的类
- name 添加的方法的名称的SEL
- imp 方法的实现。该函数必须至少要有两个参数，self,_cmd
- 类型编码
方法替换
下面实现一个替换ViewController的viewDidLoad方法的例子。
@implementation ViewController
+ (void)load {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
Class class = [self class];
SEL originalSelector = @selector(viewDidLoad);
SEL swizzledSelector = @selector(jkviewDidLoad);
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class,originalSelector);
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class,swizzledSelector);
//judge the method named swizzledMethod is already existed.
BOOL didAddMethod = class_addMethod(class, originalSelector, method_getImplementation(swizzledMethod), method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
// if swizzledMethod is already existed.
if (didAddMethod) {
class_replaceMethod(class, swizzledSelector, method_getImplementation(originalMethod), method_getTypeEncoding(originalMethod));
}
else {
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
});
}
- (void)jkviewDidLoad {
NSLog(@"替换的方法");
[self jkviewDidLoad];
}
- (void)viewDidLoad {
NSLog(@"自带的方法");
[super viewDidLoad];
}
@end
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swizzling应该只在+load中完成。 在 Objective-C 的运行时中，每一个类有两个方法都会自动调用。+load 是在一个类被初始装载时调用，+initialize 是在应用第一次调用该类的类方法或实例方法前调用的。两个方法都是可选的，而且只有在方法被实现的状况下才会被调用。
swizzling应该只在dispatch_once 中完成,因为swizzling 改变了全局的状态，因此咱们须要确保每一个预防措施在运行时都是可用的。原子操做就是这样一个用于确保代码只会被执行一次的预防措施，就算是在不一样的线程中也能确保代码只执行一次。Grand Central Dispatch 的 dispatch_once知足了所须要的需求，而且应该被当作使用swizzling 的初始化单例方法的标准。
实现图解以下图。
从图中能够看出，咱们经过swizzling特性，将selectorC的方法实现IMPc与selectorN的方法实现IMPn交换了，当咱们调用selectorC，也就是给对象发送selectorC消息时，所查找到的对应的方法实现就是IMPn而不是IMPc了。
KVO实现
全称是Key-value observing，翻译成键值观察。提供了一种当其它对象属性被修改的时候能通知当前对象的机制。再MVC大行其道的Cocoa中，KVO机制很适合实现model和controller类之间的通信。
KVO的实现依赖于 Objective-C 强大的 Runtime，当观察某对象 A 时，KVO 机制动态建立一个对象A当前类的子类，并为这个新的子类重写了被观察属性 keyPath 的 setter 方法。setter 方法随后负责通知观察对象属性的改变情况。
Apple 使用了 isa-swizzling 来实现 KVO 。当观察对象A时，KVO机制动态建立一个新的名为：NSKVONotifying_A的新类，该类继承自对象A的本类，且 KVO 为 NSKVONotifying_A 重写观察属性的 setter 方法，setter 方法会负责在调用原 setter 方法以前和以后，通知全部观察对象属性值的更改状况。
- NSKVONotifying_A 类剖析
NSLog(@"self->isa:%@",self->isa);
NSLog(@"self class:%@",[self class]);
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在创建KVO监听前，打印结果为：
self->isa:A
self class:A
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在创建KVO监听以后，打印结果为：
self->isa:NSKVONotifying_A
self class:A
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在这个过程，被观察对象的 isa 指针从指向原来的 A 类，被KVO 机制修改成指向系统新建立的子类NSKVONotifying_A 类，来实现当前类属性值改变的监听； 因此当咱们从应用层面上看来，彻底没有意识到有新的类出现，这是系统“隐瞒”了对 KVO 的底层实现过程，让咱们误觉得仍是原来的类。可是此时若是咱们建立一个新的名为“NSKVONotifying_A”的类，就会发现系统运行到注册 KVO 的那段代码时程序就崩溃，由于系统在注册监听的时候动态建立了名为 NSKVONotifying_A 的中间类，并指向这个中间类了。
- 子类setter方法剖析
KVO 的键值观察通知依赖于 NSObject 的两个方法:willChangeValueForKey:和 didChangeValueForKey: ，在存取数值的先后分别调用 2 个方法： 被观察属性发生改变以前，willChangeValueForKey:被调用，通知系统该 keyPath 的属性值即将变动； 当改变发生后， didChangeValueForKey: 被调用，通知系统该keyPath 的属性值已经变动；以后， observeValueForKey:ofObject:change:context:也会被调用。且重写观察属性的setter 方法这种继承方式的注入是在运行时而不是编译时实现的。
KVO 为子类的观察者属性重写调用存取方法的工做原理在代码中至关于：
- (void)setName:(NSString *)newName {
[self willChangeValueForKey:@"name"]; //KVO 在调用存取方法以前总调用
[super setValue:newName forKey:@"name"]; //调用父类的存取方法
[self didChangeValueForKey:@"name"]; //KVO 在调用存取方法以后总调用
}
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消息转发(热更新)解决Bug(JSPatch)
JSPatch 是一个 iOS 动态更新框架，只需在项目中引入极小的引擎，就可使用 JavaScript 调用任何 Objective-C 原生接口，得到脚本语言的优点：为项目动态添加模块，或替换项目原生代码动态修复 bug。
关于消息转发，前面已经讲到过了，消息转发分为三级，咱们能够在每级实现替换功能，实现消息转发，从而不会形成崩溃。JSPatch不只可以实现消息转发，还能够实现方法添加、替换能一系列功能。
实现NSCoding的自动归档和自动解档
原理描述：用runtime提供的函数遍历Model自身全部属性，并对属性进行encode和decode操做。 核心方法：在Model的基类中重写方法：
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
if (self = [super init]) {
unsigned int outCount;
Ivar * ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount);
for (int i = 0; i < outCount; i ++) {
Ivar ivar = ivars[i];
NSString * key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
[self setValue:[aDecoder decodeObjectForKey:key] forKey:key];
}
}
return self;
}
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
unsigned int outCount;
Ivar * ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount);
for (int i = 0; i < outCount; i ++) {
Ivar ivar = ivars[i];
NSString * key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
[aCoder encodeObject:[self valueForKey:key] forKey:key];
}
}
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实现字典和模型的自动转换(MJExtension)
原理描述：用runtime提供的函数遍历Model自身全部属性，若是属性在json中有对应的值，则将其赋值。 核心方法：在NSObject的分类中添加方法
- (instancetype)initWithDict:(NSDictionary *)dict {
if (self = [self init]) {
//(1)获取类的属性及属性对应的类型
NSMutableArray * keys = [NSMutableArray array];
NSMutableArray * attributes = [NSMutableArray array];
/*
* 例子
* name = value3 attribute = T@"NSString",C,N,V_value3
* name = value4 attribute = T^i,N,V_value4
*/
unsigned int outCount;
objc_property_t * properties = class_copyPropertyList([self class], &outCount);
for (int i = 0; i < outCount; i ++) {
objc_property_t property = properties[i];
//经过property_getName函数得到属性的名字
NSString * propertyName = [NSString stringWithCString:property_getName(property) encoding:NSUTF8StringEncoding];
[keys addObject:propertyName];
//经过property_getAttributes函数能够得到属性的名字和@encode编码
NSString * propertyAttribute = [NSString stringWithCString:property_getAttributes(property) encoding:NSUTF8StringEncoding];
[attributes addObject:propertyAttribute];
}
//当即释放properties指向的内存
free(properties);
//(2)根据类型给属性赋值
for (NSString * key in keys) {
if ([dict valueForKey:key] == nil) continue;
[self setValue:[dict valueForKey:key] forKey:key];
}
}
return self;
}
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以上就是Runtime应用的一些场景，本文到此结束了。
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