Runtime 又叫運行時浑吟，是一套底層的 C 語言 API恳啥，其為 iOS 內(nèi)部的核心之一，我們平時編寫的 OC 代碼扣蜻，底層都是基于它來實現(xiàn)的逆巍。比如：
[receiver message];
// 底層運行時會被編譯器轉(zhuǎn)化為：
objc_msgSend(receiver, selector)
// 如果其還有參數(shù)比如：
[receiver message:(id)arg...];
// 底層運行時會被編譯器轉(zhuǎn)化為：
objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, ...)
以上你可能看不出它的價值，但是我們需要了解的是 Objective-C 是一門動態(tài)語言莽使，它會將一些工作放在代碼運行時才處理而并非編譯時锐极。也就是說，有很多類和成員變量在我們編譯的時是不知道的芳肌，而在運行時灵再，我們所編寫的代碼會轉(zhuǎn)換成完整的確定的代碼運行。
因此亿笤，編譯器是不夠的翎迁，我們還需要一個運行時系統(tǒng)(Runtime system)來處理編譯后的代碼。
Runtime 基本是用 C 和匯編寫的净薛，由此可見蘋果為了動態(tài)系統(tǒng)的高效而做出的努力汪榔。蘋果和 GNU 各自維護(hù)一個開源的 Runtime 版本，這兩個版本之間都在努力保持一致肃拜。
點擊這里下載蘋果維護(hù)的開源代碼痴腌。
Runtime 的作用
Objc 在三種層面上與 Runtime 系統(tǒng)進(jìn)行交互：
- 通過 Objective-C 源代碼
- 通過 Foundation 框架的 NSObject 類定義的方法
- 通過對 Runtime 庫函數(shù)的直接調(diào)用
Objective-C 源代碼
多數(shù)情況我們只需要編寫 OC 代碼即可，Runtime 系統(tǒng)自動在幕后搞定一切爆班，還記得簡介中如果我們調(diào)用方法衷掷，編譯器會將 OC 代碼轉(zhuǎn)換成運行時代碼，在運行時確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和函數(shù)柿菩。
通過 Foundation 框架的 NSObject 類定義的方法
Cocoa 程序中絕大部分類都是 NSObject 類的子類戚嗅，所以都繼承了 NSObject 的行為。(NSProxy 類時個例外枢舶，它是個抽象超類)
一些情況下懦胞，NSObject 類僅僅定義了完成某件事情的模板，并沒有提供所需要的代碼凉泄。例如 -description 方法躏尉，該方法返回類內(nèi)容的字符串表示，該方法主要用來調(diào)試程序后众。NSObject 類并不知道子類的內(nèi)容胀糜，所以它只是返回類的名字和對象的地址，NSObject 的子類可以重新實現(xiàn)蒂誉。
還有一些 NSObject 的方法可以從 Runtime 系統(tǒng)中獲取信息教藻，允許對象進(jìn)行自我檢查。例如：
-
-class方法返回對象的類右锨； -
-isKindOfClass:和-isMemberOfClass:方法檢查對象是否存在于指定的類的繼承體系中(是否是其子類或者父類或者當(dāng)前類的成員變量)括堤； -
-respondsToSelector:檢查對象能否響應(yīng)指定的消息； -
-conformsToProtocol:檢查對象是否實現(xiàn)了指定協(xié)議類的方法； -
-methodForSelector:返回指定方法實現(xiàn)的地址悄窃。
通過對 Runtime 庫函數(shù)的直接調(diào)用
Runtime 系統(tǒng)是具有公共接口的動態(tài)共享庫讥电。頭文件存放于/usr/include/objc目錄下，這意味著我們使用時只需要引入objc/Runtime.h頭文件即可轧抗。
許多函數(shù)可以讓你使用純 C 代碼來實現(xiàn) Objc 中同樣的功能恩敌。除非是寫一些 Objc 與其他語言的橋接或是底層的 debug 工作，你在寫 Objc 代碼時一般不會用到這些 C 語言函數(shù)鸦致。對于公共接口都有哪些潮剪，后面會講到。我將會參考蘋果官方的 API 文檔分唾。
一些 Runtime 的術(shù)語的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
要想全面了解 Runtime 機(jī)制抗碰，我們必須先了解 Runtime 的一些術(shù)語，他們都對應(yīng)著數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)绽乔。
SEL
它是selector在 Objc 中的表示(Swift 中是 Selector 類)弧蝇。selector 是方法選擇器，其實作用就和名字一樣折砸，日常生活中看疗，我們通過人名辨別誰是誰，注意 Objc 在相同的類中不會有命名相同的兩個方法睦授。selector 對方法名進(jìn)行包裝两芳，以便找到對應(yīng)的方法實現(xiàn)。它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是：
typedef struct objc_selector *SEL;
我們可以看出它是個映射到方法的 C 字符串去枷，你可以通過 Objc 編譯器器命令@selector() 或者 Runtime 系統(tǒng)的 sel_registerName 函數(shù)來獲取一個 SEL 類型的方法選擇器怖辆。
注意：
不同類中相同名字的方法所對應(yīng)的 selector 是相同的，由于變量的類型不同删顶，所以不會導(dǎo)致它們調(diào)用方法實現(xiàn)混亂竖螃。
id
id 是一個參數(shù)類型，它是指向某個類的實例的指針逗余。定義如下：
typedef struct objc_object *id;
struct objc_object { Class isa; };
以上定義特咆，看到 objc_object 結(jié)構(gòu)體包含一個 isa 指針，根據(jù) isa 指針就可以找到對象所屬的類录粱。
注意：
isa 指針在代碼運行時并不總指向?qū)嵗龑ο笏鶎俚念愋湍甯瘢圆荒芤揽克鼇泶_定類型，要想確定類型還是需要用對象的-class方法啥繁。
PS:KVO 的實現(xiàn)機(jī)理就是將被觀察對象的 isa 指針指向一個中間類而不是真實類型荒叶，詳見:KVO章節(jié)。
Category
category結(jié)構(gòu)體中沒有struct objc_ivar_list * _Nullable ivars OBJC2_UNAVAILABLE;這個屬性输虱、也就是為什么Category 不能添加屬性的原因
struct objc_category {
char * _Nonnull category_name OBJC2_UNAVAILABLE;
char * _Nonnull class_name OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list * _Nullable instance_methods OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list * _Nullable class_methods OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list * _Nullable protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
} OBJC2_UNAVAILABLE;
Class
typedef struct objc_class *Class;
Class 其實是指向 objc_class 結(jié)構(gòu)體的指針。objc_class 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：
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;
從 objc_class 可以看到脂凶，一個運行時類中關(guān)聯(lián)了它的父類指針宪睹、類名愁茁、成員變量、方法亭病、緩存以及附屬的協(xié)議鹅很。
其中 objc_ivar_list 和 objc_method_list 分別是成員變量列表和方法列表：
// 成員變量列表
struct objc_ivar_list {
int ivar_count OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
int space OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
/* variable length structure */
struct objc_ivar ivar_list[1] OBJC2_UNAVAILABLE;
} 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;
}
由此可見，我們可以動態(tài)修改 *methodList 的值來添加成員方法罪帖，這也是 Category 實現(xiàn)的原理促煮，同樣解釋了 Category 不能添加屬性的原因。這里可以參考下美團(tuán)技術(shù)團(tuán)隊的文章：深入理解 Objective-C: Category整袁。
objc_ivar_list 結(jié)構(gòu)體用來存儲成員變量的列表菠齿，而 objc_ivar 則是存儲了單個成員變量的信息；同理坐昙，objc_method_list 結(jié)構(gòu)體存儲著方法數(shù)組的列表绳匀，而單個方法的信息則由 objc_method 結(jié)構(gòu)體存儲。
值得注意的時炸客，objc_class 中也有一個 isa 指針疾棵，這說明 Objc 類本身也是一個對象。為了處理類和對象的關(guān)系痹仙，Runtime 庫創(chuàng)建了一種叫做 Meta Class(元類) 的東西是尔，類對象所屬的類就叫做元類。Meta Class 表述了類對象本身所具備的元數(shù)據(jù)开仰。
我們所熟悉的類方法拟枚，就源自于 Meta Class。我們可以理解為類方法就是類對象的實例方法抖所。每個類僅有一個類對象梨州，而每個類對象僅有一個與之相關(guān)的元類。
當(dāng)你發(fā)出一個類似 [NSObject alloc](類方法) 的消息時田轧，實際上暴匠，這個消息被發(fā)送給了一個類對象(Class Object)，這個類對象必須是一個元類的實例傻粘，而這個元類同時也是一個根元類(Root Meta Class)的實例每窖。所有元類的 isa 指針最終都指向根元類。
所以當(dāng) [NSObject alloc] 這條消息發(fā)送給類對象的時候弦悉，運行時代碼 objc_msgSend() 會去它元類中查找能夠響應(yīng)消息的方法實現(xiàn)窒典，如果找到了，就會對這個類對象執(zhí)行方法調(diào)用稽莉。
上圖實現(xiàn)是 super_class 指針瀑志，虛線時 isa 指針。而根元類的父類是 NSObject，isa指向了自己劈猪。而 NSObject 沒有父類昧甘。
最后 objc_class 中還有一個 objc_cache ，緩存战得，它的作用很重要充边，后面會提到。
Method
Method 代表類中某個方法的類型
typedef struct objc_method *Method;
struct objc_method {
SEL method_name OBJC2_UNAVAILABLE;
char *method_types OBJC2_UNAVAILABLE;
IMP method_imp OBJC2_UNAVAILABLE;
}
objc_method 存儲了方法名常侦，方法類型和方法實現(xiàn)：
- 方法名類型為
SEL - 方法類型
method_types是個 char 指針浇冰，存儲方法的參數(shù)類型和返回值類型 -
method_imp指向了方法的實現(xiàn)，本質(zhì)是一個函數(shù)指針
Ivar
Ivar 是表示成員變量的類型聋亡。
typedef struct objc_ivar *Ivar;
struct objc_ivar {
char *ivar_name OBJC2_UNAVAILABLE;
char *ivar_type OBJC2_UNAVAILABLE;
int ivar_offset OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
int space OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
}
其中 ivar_offset 是基地址偏移字節(jié)
IMP
IMP在objc.h中的定義是：
typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);
它就是一個函數(shù)指針肘习，這是由編譯器生成的。當(dāng)你發(fā)起一個 ObjC 消息之后杀捻，最終它會執(zhí)行的那段代碼井厌，就是由這個函數(shù)指針指定的。而 IMP 這個函數(shù)指針就指向了這個方法的實現(xiàn)致讥。
如果得到了執(zhí)行某個實例某個方法的入口仅仆，我們就可以繞開消息傳遞階段，直接執(zhí)行方法垢袱，這在后面 Cache 中會提到墓拜。
你會發(fā)現(xiàn) IMP 指向的方法與 objc_msgSend 函數(shù)類型相同，參數(shù)都包含 id 和 SEL 類型请契。每個方法名都對應(yīng)一個 SEL 類型的方法選擇器咳榜，而每個實例對象中的 SEL 對應(yīng)的方法實現(xiàn)肯定是唯一的，通過一組 id和 SEL 參數(shù)就能確定唯一的方法實現(xiàn)地址爽锥。
而一個確定的方法也只有唯一的一組 id 和 SEL 參數(shù)涌韩。
Cache
Cache 定義如下：
typedef struct objc_cache *Cache
struct objc_cache {
unsigned int mask /* total = mask + 1 */ OBJC2_UNAVAILABLE;
unsigned int occupied OBJC2_UNAVAILABLE;
Method buckets[1] OBJC2_UNAVAILABLE;
};
Cache 為方法調(diào)用的性能進(jìn)行優(yōu)化，每當(dāng)實例對象接收到一個消息時氯夷，它不會直接在 isa 指針指向的類的方法列表中遍歷查找能夠響應(yīng)的方法臣樱，因為每次都要查找效率太低了，而是優(yōu)先在 Cache 中查找腮考。
Runtime 系統(tǒng)會把被調(diào)用的方法存到 Cache 中雇毫，如果一個方法被調(diào)用，那么它有可能今后還會被調(diào)用踩蔚，下次查找的時候就會效率更高棚放。就像計算機(jī)組成原理中 CPU 繞過主存先訪問 Cache 一樣。
Property
typedef struct objc_property *Property;
typedef struct objc_property *objc_property_t;//這個更常用
可以通過class_copyPropertyList 和 protocol_copyPropertyList 方法獲取類和協(xié)議中的屬性：
objc_property_t *class_copyPropertyList(Class cls, unsigned int *outCount)
objc_property_t *protocol_copyPropertyList(Protocol *proto, unsigned int *outCount)
注意：
返回的是屬性列表馅闽，列表中每個元素都是一個objc_property_t指針
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Person : NSObject
/** 姓名 */
@property (strong, nonatomic) NSString *name;
/** age */
@property (assign, nonatomic) int age;
/** weight */
@property (assign, nonatomic) double weight;
@end
以上是一個 Person 類飘蚯，有3個屬性馍迄。讓我們用上述方法獲取類的運行時屬性。
unsigned int outCount = 0;
objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([Person class], &outCount);
NSLog(@"%d", outCount);
for (NSInteger i = 0; i < outCount; i++) {
NSString *name = @(property_getName(properties[i]));
NSString *attributes = @(property_getAttributes(properties[i]));
NSLog(@"%@--------%@", name, attributes);
}
打印結(jié)果如下：
2014-11-10 11:27:28.473 test[2321:451525] 3
2014-11-10 11:27:28.473 test[2321:451525] name--------T@"NSString",&,N,V_name
2014-11-10 11:27:28.473 test[2321:451525] age--------Ti,N,V_age
2014-11-10 11:27:28.474 test[2321:451525] weight--------Td,N,V_weight
property_getName 用來查找屬性的名稱孝冒，返回 c 字符串柬姚。property_getAttributes 函數(shù)挖掘?qū)傩缘恼鎸嵜Q和 @encode 類型，返回 c 字符串庄涡。
objc_property_t class_getProperty(Class cls, const char *name)
objc_property_t protocol_getProperty(Protocol *proto, const char *name, BOOL isRequiredProperty, BOOL isInstanceProperty)
class_getProperty 和 protocol_getProperty 通過給出屬性名在類和協(xié)議中獲得屬性的引用。
消息
一些 Runtime 術(shù)語講完了搬设，接下來就要說到消息了穴店。體會蘋果官方文檔中的 messages aren’t bound to method implementations until Runtime。消息直到運行時才會與方法實現(xiàn)進(jìn)行綁定拿穴。
這里要清楚一點泣洞，objc_msgSend 方法看清來好像返回了數(shù)據(jù)，其實objc_msgSend 從不返回數(shù)據(jù)默色，而是你的方法在運行時實現(xiàn)被調(diào)用后才會返回數(shù)據(jù)球凰。下面詳細(xì)敘述消息發(fā)送的步驟(如下圖)：
- 首先檢測這個
selector是不是要忽略。比如 Mac OS X 開發(fā)腿宰，有了垃圾回收就不理會 retain呕诉，release 這些函數(shù)。 - 檢測這個
selector的 target 是不是nil吃度，Objc 允許我們對一個 nil 對象執(zhí)行任何方法不會 Crash甩挫，因為運行時會被忽略掉。 - 如果上面兩步都通過了椿每，那么就開始查找這個類的實現(xiàn)
IMP伊者，先從 cache 里查找，如果找到了就運行對應(yīng)的函數(shù)去執(zhí)行相應(yīng)的代碼间护。 - 如果 cache 找不到就找類的方法列表中是否有對應(yīng)的方法亦渗。
- 如果類的方法列表中找不到就到父類的方法列表中查找，一直找到 NSObject 類為止汁尺。
- 如果還找不到法精，就要開始進(jìn)入動態(tài)方法解析了，后面會提到均函。
在消息的傳遞中亿虽，編譯器會根據(jù)情況在 objc_msgSend ， objc_msgSend_stret 苞也， objc_msgSendSuper 洛勉， objc_msgSendSuper_stret 這四個方法中選擇一個調(diào)用。如果消息是傳遞給父類如迟，那么會調(diào)用名字帶有 Super 的函數(shù)收毫，如果消息返回值是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)而不是簡單值時攻走，會調(diào)用名字帶有 stret 的函數(shù)。
方法中的隱藏參數(shù)
疑問：
我們經(jīng)常用到關(guān)鍵字self此再，但是self是如何獲取當(dāng)前方法的對象呢昔搂？
其實，這也是 Runtime 系統(tǒng)的作用输拇，self 實在方法運行時被動態(tài)傳入的摘符。
當(dāng) objc_msgSend 找到方法對應(yīng)實現(xiàn)時，它將直接調(diào)用該方法實現(xiàn)策吠，并將消息中所有參數(shù)都傳遞給方法實現(xiàn)逛裤，同時，它還將傳遞兩個隱藏參數(shù)：
- 接受消息的對象(
self所指向的內(nèi)容猴抹，當(dāng)前方法的對象指針) - 方法選擇器(
_cmd指向的內(nèi)容带族，當(dāng)前方法的 SEL 指針)
因為在源代碼方法的定義中，我們并沒有發(fā)現(xiàn)這兩個參數(shù)的聲明蟀给。它們時在代碼被編譯時被插入方法實現(xiàn)中的蝙砌。盡管這些參數(shù)沒有被明確聲明，在源代碼中我們?nèi)匀豢梢砸盟鼈儭?/p>
這兩個參數(shù)中跋理， self更實用择克。它是在方法實現(xiàn)中訪問消息接收者對象的實例變量的途徑。
這時我們可能會想到另一個關(guān)鍵字 super 薪介，實際上 super 關(guān)鍵字接收到消息時祠饺，編譯器會創(chuàng)建一個 objc_super 結(jié)構(gòu)體：
struct objc_super { id receiver; Class class; };
這個結(jié)構(gòu)體指明了消息應(yīng)該被傳遞給特定的父類。 receiver 仍然是 self 本身汁政，當(dāng)我們想通過 [super class] 獲取父類時道偷，編譯器其實是將指向 self 的 id指針和 class 的 SEL 傳遞給了 objc_msgSendSuper 函數(shù)。只有在 NSObject 類中才能找到 class 方法记劈，然后 class 方法底層被轉(zhuǎn)換為 object_getClass()勺鸦， 接著底層編譯器將代碼轉(zhuǎn)換為 objc_msgSend(objc_super->receiver, @selector(class))，傳入的第一個參數(shù)是指向 self 的 id 指針目木，與調(diào)用 [self class] 相同换途，所以我們得到的永遠(yuǎn)都是 self 的類型。因此你會發(fā)現(xiàn)：
// 這句話并不能獲取父類的類型刽射，只能獲取當(dāng)前類的類型名
NSLog(@"%@", NSStringFromClass([super class]));
獲取方法地址
NSObject 類中有一個實例方法：methodForSelector军拟，你可以用它來獲取某個方法選擇器對應(yīng)的 IMP ，舉個例子：
void (*setter)(id, SEL, BOOL);
int i;
setter = (void (*)(id, SEL, BOOL))[target
methodForSelector:@selector(setFilled:)];
for ( i = 0 ; i < 1000 ; i++ )
setter(targetList[i], @selector(setFilled:), YES);
當(dāng)方法被當(dāng)做函數(shù)調(diào)用時誓禁，兩個隱藏參數(shù)也必須明確給出懈息，上面的例子調(diào)用了1000次函數(shù)，你也可以嘗試給 target 發(fā)送1000次 setFilled: 消息會花多久摹恰。
雖然可以更高效的調(diào)用方法辫继，但是這種做法很少用怒见，除非時需要持續(xù)大量重復(fù)調(diào)用某個方法的情況，才會選擇使用以免消息發(fā)送泛濫姑宽。
注意：
methodForSelector:方法是由 Runtime 系統(tǒng)提供的遣耍，而不是 Objc 自身的特性
動態(tài)方法解析
你可以動態(tài)提供一個方法實現(xiàn)。如果我們使用關(guān)鍵字 @dynamic 在類的實現(xiàn)文件中修飾一個屬性炮车，表明我們會為這個屬性動態(tài)提供存取方法舵变，編譯器不會再默認(rèn)為我們生成這個屬性的 setter 和 getter 方法了，需要我們自己提供瘦穆。
@dynamic propertyName;
這時棋傍，我們可以通過分別重載 resolveInstanceMethod: 和 resolveClassMethod: 方法添加實例方法實現(xiàn)和類方法實現(xiàn)。
當(dāng) Runtime 系統(tǒng)在 Cache 和類的方法列表(包括父類)中找不到要執(zhí)行的方法時难审，Runtime 會調(diào)用 resolveInstanceMethod: 或 resolveClassMethod: 來給我們一次動態(tài)添加方法實現(xiàn)的機(jī)會。我們需要用 class_addMethod 函數(shù)完成向特定類添加特定方法實現(xiàn)的操作：
void dynamicMethodIMP(id self, SEL _cmd) {
// implementation ....
}
@implementation MyClass
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
if (aSEL == @selector(resolveThisMethodDynamically)) {
class_addMethod([self class], aSEL, (IMP) dynamicMethodIMP, "v@:");
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:aSEL];
}
@end
上面的例子為 resolveThisMethodDynamically 方法添加了實現(xiàn)內(nèi)容亿絮，就是 dynamicMethodIMP 方法中的代碼告喊。其中 "v@:" 表示返回值和參數(shù)，這個符號表示的含義見：Type Encoding
注意：
動態(tài)方法解析會在消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制侵入前執(zhí)行派昧，動態(tài)方法解析器將會首先給予提供該方法選擇器對應(yīng)的IMP的機(jī)會黔姜。如果你想讓該方法選擇器被傳送到轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，就讓resolveInstanceMethod:方法返回NO蒂萎。
消息轉(zhuǎn)發(fā)
重定向
消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制執(zhí)行前秆吵，Runtime 系統(tǒng)允許我們替換消息的接收者為其他對象。通過 - (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector 方法五慈。
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
if(aSelector == @selector(mysteriousMethod:)){
return alternateObject;
}
return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
如果此方法返回 nil 或者 self纳寂，則會計入消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制(forwardInvocation:)，否則將向返回的對象重新發(fā)送消息泻拦。
轉(zhuǎn)發(fā)
當(dāng)動態(tài)方法解析不做處理返回 NO 時毙芜，則會觸發(fā)消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。這時 forwardInvocation: 方法會被執(zhí)行争拐，我們可以重寫這個方法來自定義我們的轉(zhuǎn)發(fā)邏輯：
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
if ([someOtherObject respondsToSelector:
[anInvocation selector]])
[anInvocation invokeWithTarget:someOtherObject];
else
[super forwardInvocation:anInvocation];
}
唯一參數(shù)是個 NSInvocation 類型的對象腋粥，該對象封裝了原始的消息和消息的參數(shù)。我們可以實現(xiàn) forwardInvocation: 方法來對不能處理的消息做一些處理架曹。也可以將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他對象處理隘冲，而不拋出錯誤。
注意：參數(shù)
anInvocation 是從哪來的绑雄？
在forwardInvocation:消息發(fā)送前展辞，Runtime 系統(tǒng)會向?qū)ο蟀l(fā)送methodSignatureForSelector:消息，并取到返回的方法簽名用于生成 NSInvocation 對象绳慎。所以重寫forwardInvocation:的同時也要重寫methodSignatureForSelector:方法纵竖，否則會拋異常漠烧。
當(dāng)一個對象由于沒有相應(yīng)的方法實現(xiàn)而無法相應(yīng)某消息時，運行時系統(tǒng)將通過 forwardInvocation: 消息通知該對象靡砌。每個對象都繼承了 forwardInvocation: 方法已脓。但是， NSObject 中的方法實現(xiàn)只是簡單的調(diào)用了 doesNotRecognizeSelector:通殃。通過實現(xiàn)自己的 forwardInvocation:方法度液，我們可以將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他對象。
forwardInvocation: 方法就是一個不能識別消息的分發(fā)中心画舌，將這些不能識別的消息轉(zhuǎn)發(fā)給不同的接收對象堕担，或者轉(zhuǎn)發(fā)給同一個對象，再或者將消息翻譯成另外的消息曲聂，亦或者簡單的“吃掉”某些消息霹购，因此沒有響應(yīng)也不會報錯。這一切都取決于方法的具體實現(xiàn)朋腋。
注意：
forwardInvocation:方法只有在消息接收對象中無法正常響應(yīng)消息時才會被調(diào)用齐疙。所以，如果我們向往一個對象將一個消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他對象時旭咽，要確保這個對象不能有該消息的所對應(yīng)的方法贞奋。否則，forwardInvocation:將不可能被調(diào)用穷绵。
轉(zhuǎn)發(fā)和多繼承
轉(zhuǎn)發(fā)和繼承相似轿塔，可用于為 Objc 編程添加一些多繼承的效果。就像下圖那樣仲墨，一個對象把消息轉(zhuǎn)發(fā)出去勾缭，就好像它把另一個對象中的方法接過來或者“繼承”過來一樣。
這使得在不同繼承體系分支下的兩個類可以實現(xiàn)“繼承”對方的方法宗收，在上圖中 Warrior 和 Diplomat 沒有繼承關(guān)系漫拭，但是 Warrior 將 negotiate 消息轉(zhuǎn)發(fā)給了 Diplomat 后，就好似 Diplomat 是 Warrior 的超類一樣混稽。
消息轉(zhuǎn)發(fā)彌補(bǔ)了 Objc 不支持多繼承的性質(zhì)采驻，也避免了因為多繼承導(dǎo)致單個類變得臃腫復(fù)雜。
轉(zhuǎn)發(fā)與繼承
雖然轉(zhuǎn)發(fā)可以實現(xiàn)繼承的功能匈勋，但是 NSObject 還是必須表面上很嚴(yán)謹(jǐn)礼旅，像 respondsToSelector: 和 isKindOfClass: 這類方法只會考慮繼承體系，不會考慮轉(zhuǎn)發(fā)鏈洽洁。
如果上圖中的 Warrior 對象被問到是否能響應(yīng) negotiate消息：
if ( [aWarrior respondsToSelector:@selector(negotiate)] )
...
回答當(dāng)然是 NO痘系， 盡管它能接受 negotiate 消息而不報錯，因為它靠轉(zhuǎn)發(fā)消息給 Diplomat 類響應(yīng)消息饿自。
如果你就是想要讓別人以為 Warrior 繼承到了 Diplomat 的 negotiate 方法汰翠，你得重新實現(xiàn) respondsToSelector: 和 isKindOfClass: 來加入你的轉(zhuǎn)發(fā)算法：
- (BOOL)respondsToSelector:(SEL)aSelector
{
if ( [super respondsToSelector:aSelector] )
return YES;
else {
/* Here, test whether the aSelector message can *
* be forwarded to another object and whether that *
* object can respond to it. Return YES if it can. */
}
return NO;
}
除了 respondsToSelector: 和 isKindOfClass: 之外龄坪，instancesRespondToSelector: 中也應(yīng)該寫一份轉(zhuǎn)發(fā)算法。如果使用了協(xié)議复唤，conformsToProtocol: 同樣也要加入到這一行列中健田。
如果一個對象想要轉(zhuǎn)發(fā)它接受的任何遠(yuǎn)程消息，它得給出一個方法標(biāo)簽來返回準(zhǔn)確的方法描述 methodSignatureForSelector:佛纫，這個方法會最終響應(yīng)被轉(zhuǎn)發(fā)的消息妓局。從而生成一個確定的 NSInvocation 對象描述消息和消息參數(shù)。這個方法最終響應(yīng)被轉(zhuǎn)發(fā)的消息呈宇。它需要像下面這樣實現(xiàn)：
- (NSMethodSignature*)methodSignatureForSelector:(SEL)selector
{
NSMethodSignature* signature = [super methodSignatureForSelector:selector];
if (!signature) {
signature = [surrogate methodSignatureForSelector:selector];
}
return signature;
}
健壯的實例變量(Non Fragile ivars)
在 Runtime 的現(xiàn)行版本中好爬，最大的特點就是健壯的實例變量了。當(dāng)一個類被編譯時甥啄，實例變量的內(nèi)存布局就形成了存炮，它表明訪問類的實例變量的位置。實例變量一次根據(jù)自己所占空間而產(chǎn)生位移：
上圖左是 NSObject 類的實例變量布局蜈漓。右邊是我們寫的類的布局僵蛛。這樣子有一個很大的缺陷，就是缺乏拓展性迎变。哪天蘋果更新了 NSObject 類的話，就會出現(xiàn)問題：
我們自定義的類的區(qū)域和父類的區(qū)域重疊了飘言。只有蘋果將父類改為以前的布局才能拯救我們衣形，但這樣導(dǎo)致它們不能再拓展它們的框架了，因為成員變量布局被固定住了姿鸿。在脆弱的實例變量(Fragile ivar)環(huán)境下谆吴，需要我們重新編譯繼承自 Apple 的類來恢復(fù)兼容。如果是健壯的實例變量的話苛预，如下圖：
[圖片上傳失敗...(image-4f0c2-1519797762831)]
在健壯的實例變量下句狼，編譯器生成的實例變量布局跟以前一樣，但是當(dāng) Runtime 系統(tǒng)檢測到與父類有部分重疊時它會調(diào)整你新添加的實例變量的位移热某，那樣你再子類中新添加的成員變量就被保護(hù)起來了腻菇。
注意：
在健壯的實例變量下，不要使用siof(SomeClass)昔馋，而是用class_getInstanceSize([SomeClass class])代替筹吐；也不要使用offsetof(SomeClass, SomeIvar)，而要使用ivar_getOffset(class_getInstanceVariable([SomeClass class], "SomeIvar"))來代替秘遏。
總結(jié)
我們讓自己的類繼承自 NSObject 不僅僅是因為基類有很多復(fù)雜的內(nèi)存分配問題丘薛，更是因為這使得我們可以享受到 Runtime 系統(tǒng)帶來的便利。
雖然平時我們很少會考慮一句簡單的調(diào)用方法邦危，發(fā)送消息底層所做的復(fù)雜的操作洋侨，但深入理解 Runtime 系統(tǒng)的細(xì)節(jié)使得我們可以利用消息機(jī)制寫出功能更強(qiáng)大的代碼舍扰。
個人覺得其實平常開發(fā)用不到Runtime,用Runtime純屬為了裝一把，但是用戶是看不到你的代碼的希坚！
Runtime實例Demo
- 1边苹、實現(xiàn)方法交換，實際項目中會出現(xiàn)NSMutableArray 添加一個nil對象吏够、導(dǎo)致APP崩潰勾给，這個時候有兩種方案
1、適合項目起初锅知、類別中給NSMutableArray 添加一個safeAddObject: 后續(xù)所有的數(shù)組添加都用這個
2播急、如下、類別中+load 方法交換售睹、 不需要改方法名字桩警、 個人覺得方案1更好
#import "NSMutableArray+Extension.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation NSMutableArray (Extension)
+ (void)load {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
Class originClass = NSClassFromString(@"__NSArrayM");
Class swizzledClass = [self class];
SEL originalSelector = @selector(addObject:);
SEL swizzledSelector = @selector(xxx_addObject:);
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(originClass, originalSelector);
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(swizzledClass, swizzledSelector);
BOOL didAddMethod = class_addMethod(originClass,
originalSelector,
method_getImplementation(swizzledMethod),
method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
if (didAddMethod) {
class_replaceMethod(originClass,
swizzledSelector,
method_getImplementation(originalMethod),
method_getTypeEncoding(originalMethod));
} else {
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
});
}
- (void)xxx_addObject:(id)object {
if (object != nil) {
[self xxx_addObject:object];
}
}
