Runtime 理解
Runtime 又叫運(yùn)行時(shí)怒炸，是一套底層的C語(yǔ)言API宦搬，其為iOS內(nèi)部的核心之一牙瓢，我們平時(shí)編寫的OC代碼，底層都是基于它來(lái)實(shí)現(xiàn)的间校，例如：
以上你可能看不出它的價(jià)值矾克，但是我們需要了解的是 Objective-C 是一門動(dòng)態(tài)語(yǔ)言，它會(huì)將一些工作放在代碼運(yùn)行時(shí)才處理而并非編譯時(shí)憔足。也就是說胁附，有很多類和成員變量在我們編譯的時(shí)是不知道的，而在運(yùn)行時(shí)滓彰，我們所編寫的代碼會(huì)轉(zhuǎn)換成完整的確定的代碼運(yùn)行控妻。
因此，編譯器是不夠的找蜜，我們還需要一個(gè)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)(Runtime system)來(lái)處理編譯后的代碼饼暑。
Runtime 基本是用 C 和匯編寫的，由此可見蘋果為了動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的高效而做出的努力洗做。蘋果和 GNU 各自維護(hù)一個(gè)開源的 Runtime 版本弓叛，這兩個(gè)版本之間都在努力保持一致。
?https://opensource.apple.com/source/objc4/?下載蘋果維護(hù)的開源代碼诚纸。
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(duì) Runtime 庫(kù)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 代碼即可撰筷，Runtime 系統(tǒng)自動(dòng)在幕后搞定一切，還記得簡(jiǎn)介中如果我們調(diào)用方法畦徘，編譯器會(huì)將 OC 代碼轉(zhuǎn)換成運(yùn)行時(shí)代碼毕籽，在運(yùn)行時(shí)確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和函數(shù)抬闯。
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，所以都繼承了 NSObject 的行為关筒。(NSProxy 類時(shí)個(gè)例外溶握，它是個(gè)抽象超類)
一些情況下，NSObject 類僅僅定義了完成某件事情的模板蒸播，并沒有提供所需要的代碼睡榆。例如?-description?方法，該方法返回類內(nèi)容的字符串表示袍榆，該方法主要用來(lái)調(diào)試程序胀屿。NSObject 類并不知道子類的內(nèi)容，所以它只是返回類的名字和對(duì)象的地址包雀，NSObject 的子類可以重新實(shí)現(xiàn)宿崭。
還有一些 NSObject 的方法可以從 Runtime 系統(tǒng)中獲取信息，允許對(duì)象進(jìn)行自我檢查才写。例如：
-class方法返回對(duì)象的類葡兑；
-isKindOfClass:?和?-isMemberOfClass:?方法檢查對(duì)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)；
-respondsToSelector:?檢查對(duì)象能否響應(yīng)指定的消息琅摩；
-conformsToProtocol:檢查對(duì)象是否實(shí)現(xiàn)了指定協(xié)議類的方法铁孵；
-methodForSelector:?返回指定方法實(shí)現(xiàn)的地址。
通過對(duì) Runtime 庫(kù)函數(shù)的直接調(diào)用
Runtime 系統(tǒng)是具有公共接口的動(dòng)態(tài)共享庫(kù)房资。頭文件存放于/usr/include/objc目錄下蜕劝，這意味著我們使用時(shí)只需要引入objc/Runtime.h頭文件即可。
許多函數(shù)可以讓你使用純 C 代碼來(lái)實(shí)現(xiàn) Objc 中同樣的功能轰异。除非是寫一些 Objc 與其他語(yǔ)言的橋接或是底層的 debug 工作岖沛，你在寫 Objc 代碼時(shí)一般不會(huì)用到這些 C 語(yǔ)言函數(shù)。對(duì)于公共接口都有哪些搭独，后面會(huì)講到婴削。我將會(huì)參考蘋果官方的 API 文檔。
一些 Runtime 的術(shù)語(yǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
要想全面了解 Runtime 機(jī)制牙肝，我們必須先了解 Runtime 的一些術(shù)語(yǔ)唉俗，他們都對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
SEL
它是selector在 Objc 中的表示(Swift 中是 Selector 類)配椭。selector 是方法選擇器虫溜，其實(shí)作用就和名字一樣，日常生活中股缸，我們通過人名辨別誰(shuí)是誰(shuí)衡楞，注意 Objc 在相同的類中不會(huì)有命名相同的兩個(gè)方法。selector 對(duì)方法名進(jìn)行包裝敦姻，以便找到對(duì)應(yīng)的方法實(shí)現(xiàn)瘾境。它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是：
typedefstruct objc_selector *SEL;
我們可以看出它是個(gè)映射到方法的 C 字符串歧杏，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(lái)獲取一個(gè)?SEL?類型的方法選擇器。
注意：
不同類中相同名字的方法所對(duì)應(yīng)的 selector 是相同的迷守，由于變量的類型不同犬绒，所以不會(huì)導(dǎo)致它們調(diào)用方法實(shí)現(xiàn)混亂。
id
id 是一個(gè)參數(shù)類型盒犹，它是指向某個(gè)類的實(shí)例的指針懂更。定義如下：
typedefstruct objc_object *id;struct objc_object { Class isa; };
以上定義，看到?objc_object?結(jié)構(gòu)體包含一個(gè) isa 指針急膀，根據(jù) isa 指針就可以找到對(duì)象所屬的類。
注意：
isa 指針在代碼運(yùn)行時(shí)并不總指向?qū)嵗龑?duì)象所屬的類型龄捡，所以不能依靠它來(lái)確定類型卓嫂，要想確定類型還是需要用對(duì)象的?-class?方法。
PS:KVO 的實(shí)現(xiàn)機(jī)理就是將被觀察對(duì)象的 isa 指針指向一個(gè)中間類而不是真實(shí)類型聘殖，詳見:KVO章節(jié)晨雳。
Class
typedefstruct objc_class *Class;
Class?其實(shí)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;constchar *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?可以看到奸腺，一個(gè)運(yùn)行時(shí)類中關(guān)聯(lián)了它的父類指針餐禁、類名、成員變量突照、方法帮非、緩存以及附屬的協(xié)議。
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;
}
由此可見讹蘑，我們可以動(dòng)態(tài)修改?*methodList?的值來(lái)添加成員方法末盔，這也是 Category 實(shí)現(xiàn)的原理，同樣解釋了 Category 不能添加屬性的原因座慰。這里可以參考下美團(tuán)技術(shù)團(tuán)隊(duì)的文章：深入理解 Objective-C: Category??https://tech.meituan.com/DiveIntoCategory.html陨舱。
objc_ivar_list?結(jié)構(gòu)體用來(lái)存儲(chǔ)成員變量的列表，而?objc_ivar?則是存儲(chǔ)了單個(gè)成員變量的信息版仔；同理游盲，objc_method_list?結(jié)構(gòu)體存儲(chǔ)著方法數(shù)組的列表，而單個(gè)方法的信息則由?objc_method?結(jié)構(gòu)體存儲(chǔ)蛮粮。
值得注意的時(shí)益缎，objc_class?中也有一個(gè) isa 指針，這說明 Objc 類本身也是一個(gè)對(duì)象蝉揍。為了處理類和對(duì)象的關(guān)系链峭，Runtime 庫(kù)創(chuàng)建了一種叫做 Meta Class(元類) 的東西，類對(duì)象所屬的類就叫做元類又沾。Meta Class 表述了類對(duì)象本身所具備的元數(shù)據(jù)弊仪。
我們所熟悉的類方法熙卡，就源自于 Meta Class。我們可以理解為類方法就是類對(duì)象的實(shí)例方法励饵。每個(gè)類僅有一個(gè)類對(duì)象驳癌，而每個(gè)類對(duì)象僅有一個(gè)與之相關(guān)的元類。
當(dāng)你發(fā)出一個(gè)類似?[NSObject alloc](類方法)?的消息時(shí)役听，實(shí)際上颓鲜，這個(gè)消息被發(fā)送給了一個(gè)類對(duì)象(Class Object)，這個(gè)類對(duì)象必須是一個(gè)元類的實(shí)例典予，而這個(gè)元類同時(shí)也是一個(gè)根元類(Root Meta Class)的實(shí)例甜滨。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(duì)象的時(shí)候瘤袖，運(yùn)行時(shí)代碼?objc_msgSend()?會(huì)去它元類中查找能夠響應(yīng)消息的方法實(shí)現(xiàn)衣摩，如果找到了，就會(huì)對(duì)這個(gè)類對(duì)象執(zhí)行方法調(diào)用捂敌。
上圖實(shí)現(xiàn)是?super_class?指針艾扮，虛線時(shí)?isa?指針。而根元類的父類是?NSObject占婉，isa指向了自己泡嘴。而?NSObject?沒有父類。
最后?objc_class?中還有一個(gè)?objc_cache?逆济，緩存酌予，它的作用很重要，后面會(huì)提到纹腌。
Method
Method 代表類中某個(gè)方法的類型
typedefstruct 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(chǔ)了方法名霎终，方法類型和方法實(shí)現(xiàn)：
方法名類型為?SEL
方法類型?method_types?是個(gè) char 指針，存儲(chǔ)方法的參數(shù)類型和返回值類型
method_imp?指向了方法的實(shí)現(xiàn)升薯，本質(zhì)是一個(gè)函數(shù)指針
Ivar
Ivar?是表示成員變量的類型莱褒。
typedefstruct 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(gè)函數(shù)指針，這是由編譯器生成的涎劈。當(dāng)你發(fā)起一個(gè) ObjC 消息之后广凸，最終它會(huì)執(zhí)行的那段代碼，就是由這個(gè)函數(shù)指針指定的蛛枚。而?IMP?這個(gè)函數(shù)指針就指向了這個(gè)方法的實(shí)現(xiàn)谅海。
如果得到了執(zhí)行某個(gè)實(shí)例某個(gè)方法的入口，我們就可以繞開消息傳遞階段蹦浦，直接執(zhí)行方法扭吁，這在后面?Cache?中會(huì)提到。
你會(huì)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?類型侥袜。每個(gè)方法名都對(duì)應(yīng)一個(gè)?SEL?類型的方法選擇器蝌诡，而每個(gè)實(shí)例對(duì)象中的?SEL?對(duì)應(yīng)的方法實(shí)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(shí)現(xiàn)地址枫吧。
而一個(gè)確定的方法也只有唯一的一組?id?和?SEL?參數(shù)浦旱。
Cache
Cache 定義如下：
typedefstruct objc_cache *Cachestruct objc_cache {unsignedint mask/* total = mask + 1 */? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;unsignedint 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(shí)例對(duì)象接收到一個(gè)消息時(shí)九杂，它不會(huì)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)的方法颁湖，因?yàn)槊看味家檎倚侍土耍莾?yōu)先在 Cache 中查找例隆。
Runtime 系統(tǒng)會(huì)把被調(diào)用的方法存到 Cache 中甥捺，如果一個(gè)方法被調(diào)用，那么它有可能今后還會(huì)被調(diào)用镀层，下次查找的時(shí)候就會(huì)效率更高涎永。就像計(jì)算機(jī)組成原理中 CPU 繞過主存先訪問 Cache 一樣。
Property
typedefstruct objc_property *Property;typedefstruct objc_property *objc_property_t;//這個(gè)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,unsignedint *outCount)objc_property_t *protocol_copyPropertyList(Protocol *proto,unsignedint *outCount)
注意：
返回的是屬性列表鹿响，列表中每個(gè)元素都是一個(gè)?objc_property_t?指針
#import@interfacePerson :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(gè) Person 類，有3個(gè)屬性谷饿。讓我們用上述方法獲取類的運(yùn)行時(shí)屬性惶我。
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：
2014-11-1011:27:28.473 test[2321:451525]32014-11-1011:27:28.473 test[2321:451525] name--------T@"NSString",&,N,V_name2014-11-1011:27:28.473 test[2321:451525] age--------Ti,N,V_age2014-11-1011:27:28.474 test[2321:451525] weight--------Td,N,V_weight
property_getName?用來(lái)查找屬性的名稱，返回 c 字符串博投。property_getAttributes?函數(shù)挖掘?qū)傩缘恼鎸?shí)名稱和?@encode?類型绸贡，返回 c 字符串。
objc_property_t class_getProperty(Class cls,constchar *name)objc_property_t protocol_getProperty(Protocol *proto,constchar *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毅哗。
消息
一些 Runtime 術(shù)語(yǔ)講完了听怕，接下來(lái)就要說到消息了。體會(huì)蘋果官方文檔中的 messages aren’t bound to method implementations until Runtime虑绵。消息直到運(yùn)行時(shí)才會(huì)與方法實(shí)現(xiàn)進(jìn)行綁定尿瞭。
這里要清楚一點(diǎn)，objc_msgSend?方法看清來(lái)好像返回了數(shù)據(jù)翅睛，其實(shí)objc_msgSend?從不返回?cái)?shù)據(jù)声搁，而是你的方法在運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)被調(diào)用后才會(huì)返回?cái)?shù)據(jù)。下面詳細(xì)敘述消息發(fā)送的步驟(如下圖)：
首先檢測(cè)這個(gè)?selector?是不是要忽略捕发。比如 Mac OS X 開發(fā)疏旨，有了垃圾回收就不理會(huì) retain，release 這些函數(shù)扎酷。
檢測(cè)這個(gè)?selector?的 target 是不是?nil檐涝，Objc 允許我們對(duì)一個(gè) nil 對(duì)象執(zhí)行任何方法不會(huì) Crash，因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)會(huì)被忽略掉。
如果上面兩步都通過了谁榜，那么就開始查找這個(gè)類的實(shí)現(xiàn)?IMP幅聘，先從 cache 里查找，如果找到了就運(yùn)行對(duì)應(yīng)的函數(shù)去執(zhí)行相應(yīng)的代碼惰爬。
如果 cache 找不到就找類的方法列表中是否有對(duì)應(yīng)的方法喊暖。
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 類為止撕瞧。
如果還找不到陵叽，就要開始進(jìn)入動(dòng)態(tài)方法解析了，后面會(huì)提到丛版。
在消息的傳遞中巩掺，編譯器會(huì)根據(jù)情況在?objc_msgSend?，?objc_msgSend_stret?页畦，?objc_msgSendSuper?胖替，?objc_msgSendSuper_stret?這四個(gè)方法中選擇一個(gè)調(diào)用。如果消息是傳遞給父類豫缨，那么會(huì)調(diào)用名字帶有 Super 的函數(shù)独令，如果消息返回值是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)而不是簡(jiǎn)單值時(shí)，會(huì)調(diào)用名字帶有 stret 的函數(shù)好芭。
方法中的隱藏參數(shù)
疑問：
我們經(jīng)常用到關(guān)鍵字?self?燃箭，但是?self?是如何獲取當(dāng)前方法的對(duì)象呢？
其實(shí)舍败，這也是 Runtime 系統(tǒng)的作用招狸，self?實(shí)在方法運(yùn)行時(shí)被動(dòng)態(tài)傳入的。
當(dāng)?objc_msgSend?找到方法對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)時(shí)邻薯，它將直接調(diào)用該方法實(shí)現(xiàn)裙戏，并將消息中所有參數(shù)都傳遞給方法實(shí)現(xiàn)，同時(shí)厕诡，它還將傳遞兩個(gè)隱藏參數(shù)：
接受消息的對(duì)象(self?所指向的內(nèi)容累榜，當(dāng)前方法的對(duì)象指針)
方法選擇器(_cmd?指向的內(nèi)容，當(dāng)前方法的 SEL 指針)
因?yàn)樵谠创a方法的定義中木人，我們并沒有發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)參數(shù)的聲明信柿。它們時(shí)在代碼被編譯時(shí)被插入方法實(shí)現(xiàn)中的。盡管這些參數(shù)沒有被明確聲明醒第，在源代碼中我們?nèi)匀豢梢砸盟鼈儭?/p>
這兩個(gè)參數(shù)中渔嚷，?self更實(shí)用。它是在方法實(shí)現(xiàn)中訪問消息接收者對(duì)象的實(shí)例變量的途徑稠曼。
這時(shí)我們可能會(huì)想到另一個(gè)關(guān)鍵字?super?形病，實(shí)際上?super?關(guān)鍵字接收到消息時(shí)，編譯器會(huì)創(chuàng)建一個(gè)?objc_super?結(jié)構(gòu)體：
struct objc_super { id receiver; Classclass; };
這個(gè)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?本身漠吻，當(dāng)我們想通過?[super class]?獲取父類時(shí)量瓜，編譯器其實(shí)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?方法途乃，然后?class?方法底層被轉(zhuǎn)換為?object_getClass()绍傲， 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(gè)參數(shù)是指向?self?的?id?指針耍共，與調(diào)用?[self class]?相同烫饼，所以我們得到的永遠(yuǎn)都是?self?的類型。因此你會(huì)發(fā)現(xiàn)：
// 這句話并不能獲取父類的類型试读，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(gè)實(shí)例方法：methodForSelector杠纵，你可以用它來(lái)獲取某個(gè)方法選擇器對(duì)應(yīng)的?IMP?，舉個(gè)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(shí)钩骇，兩個(gè)隱藏參數(shù)也必須明確給出比藻，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(huì)花多久倘屹。
雖然可以更高效的調(diào)用方法银亲，但是這種做法很少用，除非時(shí)需要持續(xù)大量重復(fù)調(diào)用某個(gè)方法的情況纽匙，才會(huì)選擇使用以免消息發(fā)送泛濫群凶。
注意：
methodForSelector:方法是由 Runtime 系統(tǒng)提供的，而不是 Objc 自身的特性
動(dòng)態(tài)方法解析
你可以動(dòng)態(tài)提供一個(gè)方法實(shí)現(xiàn)哄辣。如果我們使用關(guān)鍵字?@dynamic?在類的實(shí)現(xiàn)文件中修飾一個(gè)屬性，表明我們會(huì)為這個(gè)屬性動(dòng)態(tài)提供存取方法赠尾，編譯器不會(huì)再默認(rèn)為我們生成這個(gè)屬性的 setter 和 getter 方法了力穗，需要我們自己提供。
@dynamic propertyName;
這時(shí)气嫁，我們可以通過分別重載?resolveInstanceMethod:?和?resolveClassMethod:?方法添加實(shí)例方法實(shí)現(xiàn)和類方法實(shí)現(xiàn)当窗。
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(shí)，Runtime 會(huì)調(diào)用?resolveInstanceMethod:?或?resolveClassMethod:?來(lái)給我們一次動(dòng)態(tài)添加方法實(shí)現(xiàn)的機(jī)會(huì)寸宵。我們需要用?class_addMethod?函數(shù)完成向特定類添加特定方法實(shí)現(xiàn)的操作：
void dynamicMethodIMP(idself, SEL _cmd) {// implementation ....}@implementationMyClass+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL{if (aSEL ==@selector(resolveThisMethodDynamically)) {? ? ? ? ? class_addMethod([self class], aSEL, (IMP) dynamicMethodIMP,"v@:");returnYES;? ? }return [super resolveInstanceMethod:aSEL];}@end
上面的例子為?resolveThisMethodDynamically?方法添加了實(shí)現(xiàn)內(nèi)容崖面，就是?dynamicMethodIMP?方法中的代碼。其中?"v@:"?表示返回值和參數(shù)梯影，這個(gè)符號(hào)表示的含義見：Type Encoding
注意：
動(dòng)態(tài)方法解析會(huì)在消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制侵入前執(zhí)行巫员，動(dòng)態(tài)方法解析器將會(huì)首先給予提供該方法選擇器對(duì)應(yīng)的?IMP?的機(jī)會(huì)。如果你想讓該方法選擇器被傳送到轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制甲棍，就讓?resolveInstanceMethod:?方法返回?NO简识。
消息轉(zhuǎn)發(fā)
重定向
消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制執(zhí)行前，Runtime 系統(tǒng)允許我們替換消息的接收者為其他對(duì)象。通過?- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector?方法七扰。
- (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奢赂，則會(huì)計(jì)入消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制(forwardInvocation:)，否則將向返回的對(duì)象重新發(fā)送消息颈走。
轉(zhuǎn)發(fā)
當(dāng)動(dòng)態(tài)方法解析不做處理返回?NO?時(shí)膳灶，則會(huì)觸發(fā)消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。這時(shí)?forwardInvocation:?方法會(huì)被執(zhí)行立由，我們可以重寫這個(gè)方法來(lái)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(gè)?NSInvocation?類型的對(duì)象轧钓，該對(duì)象封裝了原始的消息和消息的參數(shù)。我們可以實(shí)現(xiàn)?forwardInvocation:?方法來(lái)對(duì)不能處理的消息做一些處理拆吆。也可以將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他對(duì)象處理聋迎，而不拋出錯(cuò)誤。
注意：參數(shù)?anInvocation 是從哪來(lái)的枣耀？
在?forwardInvocation:?消息發(fā)送前霉晕，Runtime 系統(tǒng)會(huì)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(duì)象捞奕。所以重寫?forwardInvocation:?的同時(shí)也要重寫?methodSignatureForSelector:?方法牺堰，否則會(huì)拋異常。
當(dāng)一個(gè)對(duì)象由于沒有相應(yīng)的方法實(shí)現(xiàn)而無(wú)法相應(yīng)某消息時(shí)颅围，運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)將通過?forwardInvocation:?消息通知該對(duì)象伟葫。每個(gè)對(duì)象都繼承了?forwardInvocation:?方法。但是院促，?NSObject?中的方法實(shí)現(xiàn)只是簡(jiǎn)單的調(diào)用了?doesNotRecognizeSelector:筏养。通過實(shí)現(xiàn)自己的?forwardInvocation:?方法，我們可以將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他對(duì)象常拓。
forwardInvocation:?方法就是一個(gè)不能識(shí)別消息的分發(fā)中心渐溶，將這些不能識(shí)別的消息轉(zhuǎn)發(fā)給不同的接收對(duì)象，或者轉(zhuǎn)發(fā)給同一個(gè)對(duì)象弄抬，再或者將消息翻譯成另外的消息茎辐，亦或者簡(jiǎn)單的“吃掉”某些消息，因此沒有響應(yīng)也不會(huì)報(bào)錯(cuò)掂恕。這一切都取決于方法的具體實(shí)現(xiàn)拖陆。
注意：
forwardInvocation:方法只有在消息接收對(duì)象中無(wú)法正常響應(yīng)消息時(shí)才會(huì)被調(diào)用。所以懊亡，如果我們向往一個(gè)對(duì)象將一個(gè)消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他對(duì)象時(shí)依啰，要確保這個(gè)對(duì)象不能有該消息的所對(duì)應(yīng)的方法。否則店枣，forwardInvocation:將不可能被調(diào)用孔飒。
轉(zhuǎn)發(fā)和多繼承
轉(zhuǎn)發(fā)和繼承相似灌闺，可用于為 Objc 編程添加一些多繼承的效果。就像下圖那樣坏瞄，一個(gè)對(duì)象把消息轉(zhuǎn)發(fā)出去桂对，就好像它把另一個(gè)對(duì)象中的方法接過來(lái)或者“繼承”過來(lái)一樣。
這使得在不同繼承體系分支下的兩個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)“繼承”對(duì)方的方法鸠匀，在上圖中?Warrior?和?Diplomat?沒有繼承關(guān)系蕉斜，但是?Warrior?將?negotiate?消息轉(zhuǎn)發(fā)給了?Diplomat?后，就好似?Diplomat?是?Warrior?的超類一樣缀棍。
消息轉(zhuǎn)發(fā)彌補(bǔ)了 Objc 不支持多繼承的性質(zhì)宅此，也避免了因?yàn)槎嗬^承導(dǎo)致單個(gè)類變得臃腫復(fù)雜。
轉(zhuǎn)發(fā)與繼承
雖然轉(zhuǎn)發(fā)可以實(shí)現(xiàn)繼承的功能爬范，但是?NSObject?還是必須表面上很嚴(yán)謹(jǐn)父腕，像?respondsToSelector:?和?isKindOfClass:?這類方法只會(huì)考慮繼承體系，不會(huì)考慮轉(zhuǎn)發(fā)鏈青瀑。
如果上圖中的?Warrior?對(duì)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璧亮， 盡管它能接受?negotiate?消息而不報(bào)錯(cuò)，因?yàn)樗哭D(zhuǎn)發(fā)消息給?Diplomat?類響應(yīng)消息斥难。
如果你就是想要讓別人以為?Warrior?繼承到了?Diplomat?的?negotiate?方法枝嘶，你得重新實(shí)現(xiàn)?respondsToSelector:?和?isKindOfClass:?來(lái)加入你的轉(zhuǎn)發(fā)算法：
- (BOOL)respondsToSelector:(SEL)aSelector{if ( [super respondsToSelector:aSelector] )returnYES;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.? */? ? }returnNO;
}
除了?respondsToSelector:?和?isKindOfClass:?之外，instancesRespondToSelector:?中也應(yīng)該寫一份轉(zhuǎn)發(fā)算法哑诊。如果使用了協(xié)議群扶，conformsToProtocol:?同樣也要加入到這一行列中。
如果一個(gè)對(duì)象想要轉(zhuǎn)發(fā)它接受的任何遠(yuǎn)程消息镀裤，它得給出一個(gè)方法標(biāo)簽來(lái)返回準(zhǔn)確的方法描述?methodSignatureForSelector:竞阐，這個(gè)方法會(huì)最終響應(yīng)被轉(zhuǎn)發(fā)的消息。從而生成一個(gè)確定的?NSInvocation?對(duì)象描述消息和消息參數(shù)暑劝。這個(gè)方法最終響應(yīng)被轉(zhuǎn)發(fā)的消息馁菜。它需要像下面這樣實(shí)現(xiàn)：
- (NSMethodSignature*)methodSignatureForSelector:(SEL)selector{NSMethodSignature* signature = [super methodSignatureForSelector:selector];if (!signature) {? ? ? signature = [surrogate methodSignatureForSelector:selector];? ? }return signature;
}
健壯的實(shí)例變量(Non Fragile ivars)
在 Runtime 的現(xiàn)行版本中，最大的特點(diǎn)就是健壯的實(shí)例變量了铃岔。當(dāng)一個(gè)類被編譯時(shí)，實(shí)例變量的內(nèi)存布局就形成了峭火，它表明訪問類的實(shí)例變量的位置毁习。實(shí)例變量一次根據(jù)自己所占空間而產(chǎn)生位移：
