Objective-C基础之七（Runtime用法)
super关键字
super实际上是OC为咱们提供的一个关键字，主要是继承体系中用来调用类从父类继承过来的属性和方法，它只是一个标记，若是是使用super去调用方法，本质其实仍是拿到当前类对象，而后从其父类的缓存和方法列表进行查找。下面咱们就经过源码来进一步探索super的底层实现。git
源码解读
- 首先，先建立XLPerson类，而且在XLPerson.m中增长以下方法：
- (instancetype)init
{
self = [super init];
if (self) {
NSLog(@"init");
}
return self;
}
复制代码
- 而后经过如下指令，将XLPerson.m转成C++代码
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc XLPerson.m
复制代码
- 查看生成的XLPerson.cpp文件，找到对应的init方法以下：
static instancetype _I_XLPerson_init(XLPerson * self, SEL _cmd) {
self = objc_msgSendSuper((__rw_objc_super){
(id)self,
(id)class_getSuperclass(objc_getClass("XLPerson"))
}, sel_registerName("init"));
if (self) {
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_f3_lg91hwts5rjdlzjph0sn82m80000gp_T_XLPerson_d841fc_mi_0);
}
return self;
}
复制代码
-
能够发现，在init方法中，[super init]最终转换成了objc_msgSendSuper函数，函数具备两个参数。github
-
而后到objc源码中查找objc_msgSendSuper函数的实现，发如今源码中存在objc_msgSendSuper和objc_msgSendSuper2两个函数，那么到底super最终执行的是哪一个函数呢？能够经过Xcode断点，查看汇编代码来找到最终调用的方法。数组
-
首先咱们在XLPerson的init函数中打个断点，而后在main函数中建立XLPerson对象，而且打开Xcode如下设置缓存
-
而后运行程序，查看汇编代码，能够明确看出，super最终调用的是objc_msgSendSuper2函数bash
-
-
而后在源码中查看objc_msgSendSuper2函数声明以下，objc_msgSendSuper2的前两个参数分别对应上文中的结构体__rw_objc_super和sel_registerName("init")markdown
OBJC_EXPORT id _Nullable
objc_msgSendSuper2(struct objc_super * _Nonnull super, SEL _Nonnull op, ...)
复制代码
- 查看结构体objc_super的源码以下，其中objc_super有两个成员变量，一个是receiver，对应上文结构体中的self。一个是super_class，对应上文结构体中的class_getSuperclass(objc_getClass("XLPerson")。
/// Specifies the superclass of an instance.
struct objc_super {
//class的实例对象，用来接收消息
__unsafe_unretained _Nonnull id receiver;
//父类对象，用来决定方法查找的起点
__unsafe_unretained _Nonnull Class super_class;
/* super_class is the first class to search */
};
复制代码
- 虽然objc_msgSendSuper2函数声明中第一个参数是objc_super类型的结构体，可是在实际传参过程中，objc_msgSendSuper2函数第一个参数传递的实际上是objc_super2类型的结构体，在下文的汇编代码中能够看出。
struct objc_super2 {
//当前消息接收者，实例对象
id receiver;
//当前类对象
Class current_class;
};
复制代码
- 再次查找objc_msgSendSuper2函数的实现，发现objc_msgSendSuper2函数是由汇编来实现的，汇编代码以下
ENTRY _objc_msgSendSuper2 UNWIND _objc_msgSendSuper2, NoFrame //p0其实就是x0寄存器，p16其实就是x16寄存器 //p0中存放着真正的消息接收者，而p16存放着当前class对象 ldp p0, p16, [x0] // p0 = real receiver, p16 = class //拿到x16中保存的class对象地址，经过地址偏移拿到它的superclass的地址，从新赋值给p16寄存器 ldr p16, [x16, #SUPERCLASS] // p16 = class->superclass //调用CacheLookup进行方法查找，而p16就是CacheLookup的参数 CacheLookup NORMAL END_ENTRY _objc_msgSendSuper2 复制代码
在objc_msgSendSuper2中，第一个参数是一个objc_super2类型的结构体。在arm64汇编中，x0寄存器通常用来存放参数或者返回值，此处的x0就存放告终构体objc_super2的地址值。架构
ldp p0, p16, [x0]表示从x0寄存器里存放的地址开始，取前8个字节的地址赋值给p0，取后8个字节的地址赋值给p16，此时，p0寄存器的值就是objc_super2结构体中receiver的地址，p16的值就是objc_super2结构体中current_class的地址。app
ldr p16, [x16, #SUPERCLASS]其实就是拿到current_class的superclass，[x16, #SUPERCLASS]其实就是将x16中存放的内存地址偏移8个字节。而Class底层结构中，第一个成员变量是isa指针，占用8个字节，第二个成员就是superclass。而x16里存放的地址值就是Class的地址值，偏移8个字节其实就是拿到了superclass指针。这也印证了上文中所说的，objc_msgSendSuper2函数的第一个参数实际上是objc_super2类型的结构体。iphone
SUPERCLASS其实就是当前架构下指针所占字节数，在arm64架构中，指针类型占8个字节。函数
拿到superclass指针以后，将superclass的地址值存放在p16寄存器中，而p16寄存器的值就是CacheLookup函数的参数，CacheLookup会到superclass的方法列表中去查找对应的方法。可是真正的消息接收者仍是当前的receiver。
super总结
- 经过super来调用方法时，底层会转换成objc_msgSendSuper2函数
- objc_msgSendSuper2函数函数传递至少两个参数，第一个参数是一个objc_super2类型的结构体，内部有两个成员，第一个成员是当前实例对象自己receiver，第二个成员是当前实例对象对应的类对象current_class。
- 当调用[super xxxx]方法方法时，其实不是给receiver的superclass发送消息，而是给当前的receiver发送消息。可是在执行消息查找时，会首先拿到current_class的superclass，而后到superclass的方法缓存和方法列表中查询方法。
- 也就是说，objc_super2的第一个成员变量receiver决定了谁是真正的消息接收者，而第二个成员变量current_class的superclass其实就决定了当前消息从哪里开始进行查找。
通常状况下，给对象receiver发送一个消息，首先会到receiver的缓存列表或者方法列表中去查找，找不到才会到superclass中去查找，而super则表示首先会给receiver发送一个消息，可是会先到recever的superclass中进行方法查找。这就是为何使用super会调用父类方法。
Demo解析
首先建立XLPerson类，而后建立XLTeacher类继承自XLPerson类，而后在XLTeacher.m中增长以下代码
@implementation XLTeacher
- (instancetype)init
{
self = [super init];
if (self) {
NSLog(@"%@", [self class]);
NSLog(@"%@", [super class]);
NSLog(@"%@", [self superclass]);
NSLog(@"%@", [super superclass]);
}
return self;
}
@end
复制代码
要想知道打印结果，还须要知道class和superclass的底层实现，在objc源码的NSObject.mm中能够看到具体的实现，以下
@implementation NSObject
+ (id)self {
return (id)self;
}
- (id)self {
return self;
}
+ (Class)class {
return self;
}
- (Class)class {
return object_getClass(self);
}
+ (Class)superclass {
return self->superclass;
}
- (Class)superclass {
return [self class]->superclass;
}
@end
复制代码
- [self class]，经过self（当前XLTeacher的实例对象）调用class方法其实就是给self发送一条@selector(class)消息，因为XLTeacher的实例对象以及它的父类都没有实现class方法，因此最终会查找到基类NSObject的方法列表中，最终找到方法实现，返回object_getClass(self);，也就是当前类对象XLTeacher。
- [super class]，其实也是向self发送一条@selector(class)消息，只不过会先到XLTea的父类中去查找方法实现，因为父类没有实现class方法，因此最终找到基类NSObject的class方法，返回object_getClass(self);，结果也是XLTeacher。
- [self superclass]，向self发送一条@selector(superclass)，首先会在XLTeacher的缓存和方法列表中查找，XLTeacher没有实现此方法，所以会到XLTeacher的superclass中查找，父类也未实现，最后会找到NSObject中的superclass方法，返回[self class]->superclass，也就是XLPerson。
- [super superclass]，利用super调用superclass方法，其实仍是向self发送@selector(superclass)消息，可是会直接先从XLTeacher的父类XLPerson中查找方法实现，因为XLPerson未实现此方法，最终会调用NSObject的superclass方法，返回[self class]->superclass，也就是XLPerson。
isKindOfClass和isMemberOfClass
源码解析
首先，查看源码中NSObject.mm的实现
@implementation NSObject
+ (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
//经过object_getClass获取当前类对象的isa所指向的元类对象与cls进行比较
return object_getClass((id)self) == cls;
}
- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
//比较当前实例对象的isa所指向的类对象与cls
return [self class] == cls;
}
+ (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
//遍历当前类对象的元类对象以及它的父类的元类对象，若是和cls相等就返回YES
for (Class tcls = object_getClass((id)self); tcls; tcls = tcls->superclass) {
if (tcls == cls) return YES;
}
return NO;
}
- (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
//遍历当前实例对象所对应的类对象以及它的父类，若是和cls相等就返回YES
for (Class tcls = [self class]; tcls; tcls = tcls->superclass) {
if (tcls == cls) return YES;
}
return NO;
}
@end
复制代码
- 类方法+isMemberOfClass:是经过isa获取当前类对象的元类对象，与参数中的对象进行对比，若是相等则返回YES。
- 对象方法-isMemberOfClass:是经过isa获取当前实例对象的类对象，与参数中的对象进行对比，若是相等，则返回YES。
- 类方法+isKindOfClass:经过遍历当前类对象所对应的元类对象以及父类所对应的元类对象，若是遍历到的元类对象与参数中的对象相等，则返回YES。
- 对象方法-isKindOfClass:经过遍历当前实例对象对应的类对象以及它的父类，若是遍历到的类对象和参数中的对象相等，则返回YES。
Demo解析
建立XLPerson对象，继承自NSObject。而后在main函数中增长如下代码
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
BOOL result1 = [NSObject isMemberOfClass:[NSObject class]];
BOOL result2 = [NSObject isKindOfClass:[NSObject class]];
BOOL result3 = [XLPerson isMemberOfClass:[XLPerson class]];
BOOL result4 = [XLPerson isKindOfClass:[XLPerson class]];
NSLog(@"%d %d %d %d", result1, result2, result3, result4);
XLPerson *person = [[XLPerson alloc] init];
BOOL result5 = [person isMemberOfClass:[NSObject class]];
BOOL result6 = [person isKindOfClass:[NSObject class]];
BOOL result7 = [person isMemberOfClass:[XLPerson class]];
BOOL result8 = [person isKindOfClass:[XLPerson class]];
NSLog(@"%d %d %d %d", result5, result6, result7, result8);
}
return 0;
}
复制代码
类方法
- [NSObject isMemberOfClass:[NSObject class]]会返回NO，缘由是object_getClass(NSObject)拿到的是元类对象，而[NSObject class]是类对象，二者不相等。
- [NSObject isKindOfClass:[NSObject class]]会返回YES，本来获取NSObject的元类对象和[NSObject class]来进行对比，应该是不相等，可是比较特殊的一点是NSObject的元类对象的superclass指向它的类对象，因此此处返回YES。此处能够参考Objective-C基础之一（深刻理解OC对象）中isa和superclass的总结。
- [XLPerson isMemberOfClass:[XLPerson class]]会返回NO，获取到XLPerson的元类对象和[XLPerson class]进行比较，二者不相等。
- [XLPerson isKindOfClass:[XLPerson class]]会返回NO，首先会拿到XLPerson的元类对象和[XLPerson class]对比，发现不相等，而后会经过XLPerson的superclass拿到父类的元类和[XLPerson class]进行对比，发现仍是不相等，一直遍历到基类NSObject的元类，NSObject的元类的superclass指向NSObject的类对象，所以最后一次遍历是拿NSObject的类对象和[XLPerson class]进行比较，确定不相等，因此返回NO。
实例方法
- [person isMemberOfClass:[NSObject class]]返回NO，缘由是拿person的类对象和NSObject比较，显然不相等。
- [person isKindOfClass:[NSObject class]]返回YES，由于XLPerson本来就是继承自NSObject，而isKindOfClass则是经过继承链最终能找到NSObject的类对象和参数[NSObject class]进行对比，二者相等。
- [person isMemberOfClass:[XLPerson class]]返回YES，person的类对象就是XLPerson。
- [person isKindOfClass:[XLPerson class]]返回YES，缘由同上。
Runtime应用
使用runtime查看私有成员变量
利用runtime，咱们能够遍历类的全部属性或者成员变量，拿到属性或者成员变量咱们就能够作不少事情，好比结合KVC给系统类对象的私有属性赋值，或者将字典转换成模型等等。
访问系统类的私有属性而且赋值
想给系统类的私有属性赋值，前提是须要知道系统类有哪些私有属性，首先，建立NSObject的分类NSObject+Ivar，以下
@interface NSObject (Ivar) + (void)logIvar; @end @implementation NSObject (Ivar) + (void)logIvar{ unsigned int count; Ivar *ivars = class_copyIvarList(self, &count); for (int i = 0; i < count; i++) { //取出成员变量 Ivar ivar = ivars[i]; NSString *ivarName = [[NSString alloc] initWithUTF8String:ivar_getName(ivar)]; NSLog(@"%@", ivarName); } free(ivars); } @end 复制代码
而后以UITextField为例，调用[UITextField logIvar]方法，就能够打印出UITextField的全部成员变量，假如咱们须要修改输入框提示语的文字颜色，就能够找到其中的_placeholderLabel，而后经过KVC来拿到对应的属性进行设置
UITextField *field = [[UITextField alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 200, 30)]; field.placeholder = @"我是提示语"; [self.view addSubview:field]; [field setValue:[UIColor redColor] forKey:@"_placeholderLabel.textColor"]; 复制代码
在iOS 13以后是不容许访问系统类的私有成员变量的，此处仅仅是用做功能演示，运行会报错。
字典转模型
OC开发过程当中，涉及到不少字典转模型的需求，尤为是和后台进行交互。若是不使用runtime的话，就须要本身建立方法，本身去实现。以下
@interface XLPerson : NSObject
@property(nonatomic, copy)NSString *name;
@property(nonatomic, assign)int age;
+ (instancetype)personWithDic:(NSDictionary *)dic;
@end
@implementation XLPerson
+ (instancetype)personWithDic:(NSDictionary *)dic{
XLPerson *person = [[XLPerson alloc] init];
person.name = dic[@"name"];
person.age = [dic[@"age"] intValue];
return person;
}
@end
复制代码
上述方法能够实现字典转模型的需求，可是若是存在字典套字典的这种状况，那么上述方法实现起来就会很是麻烦，所以，runtime的做用就体现了出来，典型的字典转模型的工具如MJExtension也是利用runtime来实现。
建立NSObject的分类NSObject+Json，而后增长以下方法
@interface NSObject (Json)
+ (instancetype)objectWithDictionary:(NSDictionary *)dictionary;
@end
@implementation NSObject (Json)
+ (instancetype)objectWithDictionary:(NSDictionary *)dictionary{
id object = [[self alloc] init];
unsigned int count;
Ivar *ivars = class_copyIvarList(self, &count);
for (int i = 0; i < count; i++) {
//取出成员变量
Ivar ivar = ivars[i];
NSMutableString *ivarName = [[NSMutableString alloc] initWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
//移除字符串以前的_
[ivarName deleteCharactersInRange:NSMakeRange(0, 1)];
//给对应的属性设值
id value = dictionary[ivarName];
if (value) {
[object setValue:value forKey:ivarName];
}
}
free(ivars);
return object;
}
@end
复制代码
使用方式以下
NSDictionary *dic = @{@"name" : @"张三", @"age" : @12};
XLPerson *person = [XLPerson objectWithDictionary:dic];
NSLog(@"%@ %d", person.name, person.age);
复制代码
若是想要实现字典嵌套字典转模型的方法，能够参考MJExtension的实现。
runtime之方法交换（Method Swizzing）
以前的文章中说到过，类的全部对象方法都是存放在类对象的方法列表中，也就是存放在objc_class中的class_rw_t中，class_rw_t的源码以下
struct class_rw_t {
uint32_t flags; //用来存放类的一些基本信息
uint32_t version; //版本号
const class_ro_t *ro; //class_ro_t类型指针
method_array_t methods; //方法列表
property_array_t properties;//属性列表
protocol_array_t protocols; //协议列表
}
复制代码
method_array_t是一个二维数组，内部存放了method_list_t，每一个method_list_t都存放着一个分类的全部方法，二维数组的最后一个method_list_t则存放着类编译时就生成的全部方法，而method_list_t中存放的就是method_t，每个方法对应一个method_t，结构以下
struct method_t {
SEL name; //方法选择器（方法名）
const char *types; //方法签名
MethodListIMP imp; //方法实现的地址
}
复制代码
在method_t中，imp则表示方法实现的地址，所以，若是想实现方法交换，只须要修改imp便可，而runtime就是经过交换两个method_t的imp来实现方法交换的。
建立XLPerson类，以下
@interface XLPerson : NSObject
- (void)run;
- (void)sleep;
@end
@implementation XLPerson
+ (void)initialize
{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
Method methodRun = class_getInstanceMethod(self, @selector(run));
Method methodSleep = class_getInstanceMethod(self, @selector(sleep));
method_exchangeImplementations(methodRun, methodSleep);
});
}
- (void)run{
NSLog(@"%s", __func__);
}
- (void)sleep{
NSLog(@"%s", __func__);
}
@end
复制代码
调用run方法和sleep方法会发现二者的实现被交换了，此处展现的是对象方法的交换，类方法交换和对象方法交换相似，更多方法交换实现能够参考Aspect。
runtime经常使用Api
动态类
//动态建立一个类（参数：父类，类名，额外的内存空间）
Class objc_allocateClassPair(Class superclass, const char *name, size_t extraBytes)
//注册一个类（要在类注册以前添加成员变量）
void objc_registerClassPair(Class cls)
//销毁一个类
void objc_disposeClassPair(Class cls)
//获取isa指向的Class
Class object_getClass(id obj)
//设置isa指向的Class
Class object_setClass(id obj, Class cls)
//判断一个OC对象是否为Class
BOOL object_isClass(id obj)
//判断一个Class是否为元类
BOOL class_isMetaClass(Class cls)
//获取父类
Class class_getSuperclass(Class cls)
复制代码
成员变量
//获取一个实例变量信息
Ivar class_getInstanceVariable(Class cls, const char *name)
//拷贝实例变量列表（最后须要调用free释放）
Ivar *class_copyIvarList(Class cls, unsigned int *outCount)
//设置和获取成员变量的值
void object_setIvar(id obj, Ivar ivar, id value)
id object_getIvar(id obj, Ivar ivar)
//动态添加成员变量（已经注册的类是不能动态添加成员变量的）
BOOL class_addIvar(Class cls, const char * name, size_t size, uint8_t alignment, const char * types)
//获取成员变量的相关信息
const char *ivar_getName(Ivar v)
const char *ivar_getTypeEncoding(Ivar v)
复制代码
属性操做
//获取一个属性
objc_property_t class_getProperty(Class cls, const char *name)
//拷贝属性列表（最后须要调用free释放）
objc_property_t *class_copyPropertyList(Class cls, unsigned int *outCount)
//动态添加属性
BOOL class_addProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes,
unsigned int attributeCount)
//动态替换属性
void class_replaceProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes,
unsigned int attributeCount)
//获取属性的一些信息
const char *property_getName(objc_property_t property)
const char *property_getAttributes(objc_property_t property)
复制代码
方法操做
//得到一个实例方法、类方法
Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL name)
Method class_getClassMethod(Class cls, SEL name)
//方法实现相关操做
IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL name)
IMP method_setImplementation(Method m, IMP imp)
void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)
//拷贝方法列表（最后须要调用free释放）
Method *class_copyMethodList(Class cls, unsigned int *outCount)
//动态添加方法
BOOL class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)
//动态替换方法
IMP class_replaceMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)
//获取方法的相关信息（带有copy的须要调用free去释放）
SEL method_getName(Method m)
IMP method_getImplementation(Method m)
const char *method_getTypeEncoding(Method m)
unsigned int method_getNumberOfArguments(Method m)
char *method_copyReturnType(Method m)
char *method_copyArgumentType(Method m, unsigned int index)
//选择器相关
const char *sel_getName(SEL sel)
SEL sel_registerName(const char *str)
//用block做为方法实现
IMP imp_implementationWithBlock(id block)
id imp_getBlock(IMP anImp)
BOOL imp_removeBlock(IMP anImp)
复制代码
相关文章
- 1. Objective-C基础之七（Runtime用法)
- 2. ObjectiveC基础－ivar是什么意思
- 3. runtime基础
- 4. ios runtime基础应用
- 5. Day9 Python基础之函数基础（七）
- 6. HCIP之BGP基础（七）
- 7. Django基础七之Ajax
- 8. Python基础之(七)函数
- 9. python基础语法（七）
- 10. ios runtime基础知识
- 更多相关文章...
- • Kotlin 基础语法 - Kotlin 教程
- • Scala 基础语法 - Scala教程
- • Kotlin学习（一）基本语法
- • C# 中 foreach 遍历的用法
相关标签/搜索
每日一句
-
每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
最新文章
- 1. js中 charCodeAt
- 2. Android中通过ViewHelper.setTranslationY实现View移动控制（NineOldAndroids开源项目）
- 3. 【Android】日常记录：BottomNavigationView自定义样式，修改点击后图片
- 4. maya 文件检查 ui和数据分离 （一）
- 5. eclipse 修改项目的jdk版本
- 6. Android InputMethod设置
- 7. Simulink中Bus Selector出现很多? ? ?
- 8. 【Openfire笔记】启动Mac版Openfire时提示“系统偏好设置错误”
- 9. AutoPLP在偏好标签中的生产与应用
- 10. 数据库关闭的四种方式
欢迎关注本站公众号,获取更多信息
相关文章