iOS开发小记-Runtime篇

时间 2019-11-07

标签 ios 开发 runtime 栏目 iOS 繁體版

原文原文链接

如今看起来Runtime篇整理的少了，有时间再完善下，将就着看吧数组

什么是Runtime？

Objective-C将不少静态语言在编译和连接时期作的工做放在了Runtime运行时处理，能够说Runtime就是Objective-C的幕后工做者。bash

Runtime（简称运行时），是一套由纯C写的API。
对于C语言，函数的调用会在编译的时候决定调用哪一个函数。
OC中的函数调用成为 消息发送 ，属于动态调用过程。在编译的时候并不能真正决定调用那个函数，只有真正运行的时候才会根据函数名称找到对应的函数来调用。
事实证实：在编译阶段，OC能够调用任意函数，即便这个函数并未实现，只有声明过就不会报错，只有运行时才会报错，这是由于OC是动态调用的。而C语言调用未实现的函数就会报错。

消息机制

任何方法调用的本质，就是发送了一个消息（用Runtime发送消息，OC底层实现经过Runtime实现）。并发

原理

对象根据方法编号SEL去隐射表查找对应的方法实现。函数

方法调用流程

OC在向一个对象发送消息时，Runtime会根据该对象的isa指针找到该对象对应的类或者父类。
根据编号SEL在Method_List中查找对应方法。
若是找到最终函数实现地址，根据地址去方法区调用对应函数。若是没找到，会有三次拯救机会，不然抛出异常。
Method resolution：objc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，那运行时系统就会从新启动一次消息发送的过程，不然，运行时就会移到下一步，消息转发（Message Forwarding）。
Fast forwarding：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。只要这个方法返回的不是nil和self，整个消息发送的过程就会被重启，固然发送的对象会变成你返回的那个对象。不然，就会继续Normal Fowarding。这里叫Fast，只是为了区别下一步的转发机制。由于这一步不会建立任何新的对象，但下一步转发会建立一个NSInvocation对象，因此相对更快点。
Normal forwarding：这一步是Runtime最后一次给你挽救的机会。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。 PS:对象方法保存在类对象的方法列表中，类方法保存在元类的方法列表中。

经常使用场景

交换方法

有时候咱们须要对类的方法进行修改，可是又没法拿到源码，咱们即可以经过Runtime来交换方法实现。ui

+ (void)load {
    //获取实例方法实现
    Method method1 = class_getInstanceMethod(self, @selector(show));
    Method method2 = class_getInstanceMethod(self, @selector(ln_show));
    //获取类方法实现
//    Method method3 = class_getClassMethod(self, @selector(show));
//    Method method4 = class_getClassMethod(self, @selector(ln_show));

    //交换两个方法的实现
    method_exchangeImplementations(method1, method2);
    //将method1的实现换成method2
//    method_setImplementation(method1, method_getImplementation(method2));
}

- (void)show {
    NSLog(@"show person");
}

- (void)ln_show {
    NSLog(@"show person exchange");
}
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添加属性

实际上并无产生真正的成员变量，经过关联对象来实现，具体参考分类。spa

字典转模型

除了可使用KVC实现外，还能够经过Runtime实现，就是取出全部ivars遍历赋值。但实际状况通常比较复杂：指针

当字典的key和模型的属性匹配不上。
模型中嵌套模型（模型属性是另一个模型对象）。
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）。咱们这里仅考虑最简单的状况

+ (instancetype)modelWithDic:(NSDictionary *)dic {
    /*
     1.初始化实例对象
     */
    id object = [[self alloc] init];
    
    /**
     2.获取ivars
     class_copyIvarList: 获取类中的全部成员变量
     Ivar：成员变量
     第一个参数：表示获取哪一个类中的成员变量
     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，会把全部成员属性放在一个数组中，经过返回的数组就能所有获取到。
     count: 成员变量个数
     */
    unsigned int count = 0;
    Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
    
    /*
     3.遍历赋值
     */
    for(int i = 0; i < count; i++) {
        //获取ivar属性
        Ivar ivar = ivarList[i];
        //获取属性名
        NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
        //去掉成员变量的下划线
        NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
        //获取dic中对应值
        id value = dic[ivarName];
        //若是值存在，则赋值
        if(value) {
            [object setValue:value forKey:ivarName];
        }
    }
    
    return object;
}
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动态添加方法

若是一个类方法很是多，加载类到内存的时候也比较耗费资源，须要给每一个方法生成映射表，可使用动态给某个类，添加方法解决。code

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];   
    Person *p = [[Person alloc] init];
    // 默认person，没有实现run:方法，能够经过performSelector调用，可是会报错。
    // 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);
}

// 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）
// 何时调用: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
// 做用: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: 给哪一个类添加方法
        // SEL: 添加哪一个方法，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
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NSCoding的自动归档和解档

在实现encodeObject和decodeObjectForKey方法中，咱们通常须要把每一个属性都要写一遍，这样很麻烦，咱们能够经过Runtime来自动化。orm

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
    unsigned int count = 0;
    Ivar *ivarList = class_copyIvarList([self class], &count);
    
    for(int i = 0; i < count; i++) {
        Ivar ivar = ivarList[i];
        NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
        id value = [self valueForKey:ivarName];
        [aCoder encodeObject:value forKey:ivarName];
    }
    free(ivarList);
}

- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
    if(self == [super init]) {
        unsigned int count = 0;
        Ivar *ivarList = class_copyIvarList([self class], &count);
        
        for(int i = 0; i < count; i++) {
            Ivar ivar = ivarList[i];
            NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
            id value = [aDecoder decodeObjectForKey:ivarName];
            [self setValue:value forKey:ivarName];
        }
        free(ivarList);
    }
    return self;
}
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还有更简便的方法，抽象成宏，参考网上资料。对象

经常使用API

unsigned int count = 0;
    //获取属性列表
    Ivar *propertyList = class_copyPropertyList([self class], &count);
    
    //获取方法列表
    Method *methodList = class_copyMethodList([self class], &count);
    
    //获取成员变量列表
    Ivar *ivarList = class_copyIvarList([self class], &count);
    
    //获取协议列表
    __unsafe_unretained Protocol **protocolList = class_copyProtocolList([self class], &count);

    //获取类方法
    Method method1 = class_getClassMethod([self class], @selector(run));
    
    //获取实例方法
    Method method2 = class_getInstanceMethod([self class], @selector(tempRun));
    
    //添加方法
    class_addMethod([self class], @selector(run), method_getImplementation(method2), method_getTypeEncoding(method2));
    
    //替换方法
    class_replaceMethod;
    
    //交换方法
    method_exchangeImplementations;
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load与initialize

load

当类被引进项目的时候会执行load函数（在main函数开始以前），与这个类是会被用到无关，每一个类的load函数只会被调用一次。因为load函数是自动加载的，不须要调用父类的load函数。

当父类和子类都实现了load函数时，先调用父类再调用子类。
当子类未实现load方法时，不会调用父类的load方法。
类中的load执行顺序要优于分类。
多个类别都有load方法时，其执行顺序与分类中其余相同方法同样，根据编译顺序决定。

initialize

这个方法会在类接收到第一次消息时调用。因为是系统调用，也不须要调用父类方法。

父类的initialize方法比子类优先。
当子类未实现initialize方法，会调用父类initialize方法；子类实现initialize方法时，会重载initialize方法。
当多个分类都实现了initialize方法，会执行最后一个编译的分类中的initialize方法。