前言

Objective-C語言是一門動態(tài)語言，它將很多靜態(tài)語言在編譯和鏈接時期做的事放到了運行時來處理眉厨。這種動態(tài)語言的優(yōu)勢在于：我們寫代碼時更具靈活性锌奴，如我們可以把消息轉發(fā)給我們想要的對象，或者隨意交換一個方法的實現(xiàn)等

這種特性意味著Objective-C不僅需要一個編譯器憾股，還需要一個運行時系統(tǒng)來執(zhí)行編譯的代碼鹿蜀。對于Objective-C來說，這個運行時系統(tǒng)就像一個操作系統(tǒng)一樣：它讓所有的工作可以正常的運行服球。這個運行時系統(tǒng)即Objc Runtime茴恰。Objc Runtime其實是一個Runtime庫，它基本上是用C和匯編寫的斩熊，這個庫使得C語言有了面向對象的能力往枣。

Runtime庫主要做下面幾件事：

1. 封裝：在這個庫中，對象可以用C語言中的結構體表示，而方法可以用C函數(shù)來實現(xiàn)分冈，另外再加上了一些額外的特性圾另。這些結構體和函數(shù)被runtime函數(shù)封裝后，我們就可以在程序運行時創(chuàng)建雕沉，檢查集乔，修改類、對象和它們的方法了坡椒。
2. 找出方法的最終執(zhí)行代碼：當程序執(zhí)行[object doSomething]時扰路，會向消息接收者(object)發(fā)送一條消息(doSomething)，runtime會根據(jù)消息接收者是否能響應該消息而做出不同的反應肠牲。這將在后面詳細介紹幼衰。

類與對象基礎數(shù)據(jù)結構

Class

Objective-C類是由Class類型來表示的，它實際上是一個指向objc_class結構體的指針缀雳。它的定義如下：

typedef struct objc_class *Class;

查看objc/runtime.h中objc_class結構體的定義如下：

struct objc_class {

    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__
    Class super_class                       OBJC2_UNAVAILABLE;  // 父類
    const char *name                        OBJC2_UNAVAILABLE;  // 類名
    long version                            OBJC2_UNAVAILABLE;  // 類的版本信息渡嚣，默認為0
    long info                               OBJC2_UNAVAILABLE;  // 類信息，供運行期使用的一些位標識
    long instance_size                      OBJC2_UNAVAILABLE;  // 該類的實例變量大小
    struct objc_ivar_list *ivars            OBJC2_UNAVAILABLE;  // 該類的成員變量鏈表
    struct objc_method_list **methodLists   OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法定義的鏈表
    struct objc_cache *cache                OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法緩存
    struct objc_protocol_list *protocols    OBJC2_UNAVAILABLE;  // 協(xié)議鏈表

#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

在這個定義中肥印，下面幾個字段是我們感興趣的

1. isa：需要注意的是在Objective-C中识椰，所有的類自身也是一個對象，這個對象的Class里面也有一個isa指針深碱，它指向metaClass(元類)腹鹉，我們會在后面介紹它。
2. super_class：指向該類的父類敷硅，如果該類已經(jīng)是最頂層的根類(如NSObject或NSProxy)功咒，則super_class為NULL。
3. cache：用于緩存最近使用的方法绞蹦。一個接收者對象接收到一個消息時力奋，它會根據(jù)isa指針去查找能夠響應這個消息的對象。在實際使用中幽七，這個對象只有一部分方法是常用的景殷，很多方法其實很少用或者根本用不上。這種情況下澡屡，如果每次消息來時猿挚，我們都是methodLists中遍歷一遍，性能勢必很差驶鹉。這時绩蜻，cache就派上用場了。在我們每次調用過一個方法后室埋，這個方法就會被緩存到cache列表中办绝，下次調用的時候runtime就會優(yōu)先去cache中查找踏兜，如果cache沒有，才去methodLists中查找方法八秃。這樣碱妆，對于那些經(jīng)常用到的方法的調用，但提高了調用的效率昔驱。
4. version：我們可以使用這個字段來提供類的版本信息疹尾。這對于對象的序列化非常有用，它可是讓我們識別出不同類定義版本中實例變量布局的改變骤肛。

針對cache纳本，我們用下面例子來說明其執(zhí)行過程：

NSArray *array = [[NSArray alloc] init];

其流程是：

1. [NSArray alloc]先被執(zhí)行。因為NSArray沒有+alloc方法腋颠，于是去父類NSObject去查找繁成。
2. 檢測NSObject是否響應+alloc方法，發(fā)現(xiàn)響應淑玫，于是檢測NSArray類巾腕，并根據(jù)其所需的內存空間大小開始分配內存空間，然后把isa指針指向NSArray類絮蒿。同時尊搬，+alloc也被加進cache列表里面。
3. 接著土涝，執(zhí)行-init方法佛寿，如果NSArray響應該方法，則直接將其加入cache但壮；如果不響應冀泻，則去父類查找。
4. 在后期的操作中蜡饵，如果再以[[NSArray alloc] init]這種方式來創(chuàng)建數(shù)組弹渔，則會直接從cache中取出相應的方法，直接調用验残。

objc_object與id

objc_object是表示一個類的實例的結構體捞附，它的定義如下(objc/objc.h)

struct objc_object {

    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

};

typedef struct objc_object *id;

可以看到巾乳，這個結構體只有一個字體您没，即指向其類的isa指針。這樣胆绊，當我們向一個Objective-C對象發(fā)送消息時氨鹏，運行時庫會根據(jù)實例對象的isa指針找到這個實例對象所屬的類。Runtime庫會在類的方法列表及父類的方法列表中去尋找與消息對應的selector指向的方法压状。找到后即運行這個方法仆抵。

當創(chuàng)建一個特定類的實例對象時跟继，分配的內存包含一個objc_object數(shù)據(jù)結構，然后是類的實例變量的數(shù)據(jù)镣丑。NSObject類的alloc和allocWithZone:方法使用函數(shù)class_createInstance來創(chuàng)建objc_object數(shù)據(jù)結構舔糖。

另外還有我們常見的id，它是一個objc_object結構類型的指針莺匠。它的存在可以讓我們實現(xiàn)類似于C++中泛型的一些操作金吗。該類型的對象可以轉換為任何一種對象，有點類似于C語言中void *指針類型的作用趣竣。

objc_cache

上面提到了objc_class結構體中的cache字段摇庙，它用于緩存調用過的方法。這個字段是一個指向objc_cache結構體的指針遥缕，其定義如下：

struct objc_cache {

    unsigned int mask /* total = mask + 1 */                 OBJC2_UNAVAILABLE;

    unsigned int occupied                                    OBJC2_UNAVAILABLE;

    Method buckets[1]                                        OBJC2_UNAVAILABLE;

};

該結構體的字段描述如下：

1. mask：一個整數(shù)卫袒，指定分配的緩存bucket的總數(shù)。在方法查找過程中单匣，Objective-C runtime使用這個字段來確定開始線性查找數(shù)組的索引位置夕凝。指向方法selector的指針與該字段做一個AND位操作(index = (mask & selector))。這可以作為一個簡單的hash散列算法户秤。
2. occupied：一個整數(shù)迹冤，指定實際占用的緩存bucket的總數(shù)。
3. buckets：指向Method數(shù)據(jù)結構指針的數(shù)組。這個數(shù)組可能包含不超過mask+1個元素。需要注意的是骨坑，指針可能是NULL执隧，表示這個緩存bucket沒有被占用，另外被占用的bucket可能是不連續(xù)的旭咽。這個數(shù)組可能會隨著時間而增長。

元類(Meta Class)

在上面我們提到，所有的類自身也是一個對象礁竞，我們可以向這個對象發(fā)送消息(即調用類方法)。如：

NSArray *array = [NSArray array];

這個例子中杉辙，+array消息發(fā)送給了NSArray類模捂，而這個NSArray也是一個對象。既然是對象蜘矢，那么它也是一個objc_object指針狂男，它包含一個指向其類的一個isa指針。那么這些就有一個問題了品腹，這個isa指針指向什么呢岖食？為了調用+array方法，這個類的isa指針必須指向一個包含這些類方法的一個objc_class結構體舞吭。這就引出了meta-class的概念

meta-class是一個類對象的類泡垃。

當我們向一個對象發(fā)送消息時析珊，runtime會在這個對象所屬的這個類的方法列表中查找方法；而向一個類發(fā)送消息時蔑穴，會在這個類的meta-class的方法列表中查找忠寻。

meta-class之所以重要，是因為它存儲著一個類的所有類方法存和。每個類都會有一個單獨的meta-class锡溯，因為每個類的類方法基本不可能完全相同。

再深入一下哑姚，meta-class也是一個類祭饭，也可以向它發(fā)送一個消息，那么它的isa又是指向什么呢叙量？為了不讓這種結構無限延伸下去倡蝙，Objective-C的設計者讓所有的meta-class的isa指向基類的meta-class，以此作為它們的所屬類绞佩。即寺鸥，任何NSObject繼承體系下的meta-class都使用NSObject的meta-class作為自己的所屬類，而基類的meta-class的isa指針是指向它自己品山。這樣就形成了一個完美的閉環(huán)胆建。

對于NSObject繼承體系來說，其實例方法對體系中的所有實例肘交、類和meta-class都是有效的笆载；而類方法對于體系內的所有類和meta-class都是有效的。

void TestMetaClass(id self, SEL _cmd) {

    NSLog(@"This objcet is %p", self);

    NSLog(@"Class is %@, super class is %@", [self class], [self superclass]);

    Class currentClass = [self class];

    for (int i = 0; i < 4; i++) {

        NSLog(@"Following the isa pointer %d times gives %p", i, currentClass);

        currentClass = objc_getClass((__bridge void *)currentClass);

    }
    NSLog(@"NSObject's class is %p", [NSObject class]);

    NSLog(@"NSObject's meta class is %p", objc_getClass((__bridge void *)[NSObject class]));

}



#pragma mark -
@implementation Test

- (void)ex_registerClassPair {

    Class newClass = objc_allocateClassPair([NSError class], "TestClass", 0);

    class_addMethod(newClass, @selector(testMetaClass), (IMP)TestMetaClass, "v@:");

    objc_registerClassPair(newClass);

    id instance = [[newClass alloc] initWithDomain:@"some domain" code:0 userInfo:nil];

    [instance performSelector:@selector(testMetaClass)];

}

@end

這個例子是在運行時創(chuàng)建了一個NSError的子類TestClass涯呻，然后為這個子類添加一個方法testMetaClass凉驻，這個方法的實現(xiàn)是TestMetaClass函數(shù)。

運行后复罐，打印結果是:

2018-3-28 23:47:07.352 mountain[1303:41490] This objcet is 0x7a6e22b0
2018-3-28 23:47:07.353 mountain[1303:41490] Class is TestStringClass, super class is NSError
2018-3-28 23:47:07.353 mountain[1303:41490] Following the isa pointer 0 times gives 0x7a6e21b0
2018-3-28 23:47:07.353 mountain[1303:41490] Following the isa pointer 1 times gives 0x0
2018-3-28 23:47:07.353 mountain[1303:41490] Following the isa pointer 2 times gives 0x0
2018-3-28 23:47:07.353 mountain[1303:41490] Following the isa pointer 3 times gives 0x0
2018-3-28 23:47:07.353 mountain[1303:41490] NSObject's class is 0xe10000
2018-3-28 23:47:07.354 mountain[1303:41490] NSObject's meta class is 0x0

我們在for循環(huán)中涝登，我們通過objc_getClass來獲取對象的isa，并將其打印出來效诅，依此一直回溯到NSObject的meta-class胀滚。分析打印結果，可以看到最后指針指向的地址是0x0乱投，即NSObject的meta-class的類地址咽笼。

類與對象操作函數(shù)

runtime提供了大量的函數(shù)來操作類與對象。類的操作方法大部分是以class為前綴的篡腌，而對象的操作方法大部分是以objc或object_為前綴褐荷。下面我們將根據(jù)這些方法的用途來分類討論這些方法的使用勾效。

類相關操作函數(shù)

我們可以回過頭去看看objc_class的定義嘹悼，runtime提供的操作類的方法主要就是針對這個結構體中的各個字段的叛甫。下面我們分別介紹這一些的函數(shù)。并在最后以實例來演示這些函數(shù)的具體用法杨伙。

類名(name)

類名操作的函數(shù)主要有：

const char * class_getName ( Class cls );

對于class_getName函數(shù)其监，如果傳入的cls為Nil，則返回一個字字符串限匣。

父類(super_class)和元類(meta-class)

父類和元類操作的函數(shù)主要有：

Class class_getSuperclass ( Class cls );

判斷給定的Class是否是一個元類

BOOL class_isMetaClass ( Class cls );

class_getSuperclass函數(shù)抖苦，當cls為Nil或者cls為根類時，返回Nil米死。不過通常我們可以使用NSObject類的superclass方法來達到同樣的目的锌历。
class_isMetaClass函數(shù)，如果是cls是元類峦筒，則返回YES究西；如果否或者傳入的cls為Nil，則返回NO物喷。

實例變量大小(instance_size)

實例變量大小操作的函數(shù)有：

size_t class_getInstanceSize ( Class cls );

成員變量(ivars)及屬性

在objc_class中卤材，所有的成員變量、屬性的信息是放在鏈表ivars中的峦失。ivars是一個數(shù)組扇丛，數(shù)組中每個元素是指向Ivar(變量信息)的指針。runtime提供了豐富的函數(shù)來操作這一字段尉辑。大體上可以分為以下幾類：

成員變量操作函數(shù)帆精，主要包含以下函數(shù)：

獲取類中指定名稱實例成員變量的信息
Ivar class_getInstanceVariable ( Class cls, const char *name );

獲取類成員變量的信息
Ivar class_getClassVariable ( Class cls, const char *name );

添加成員變量
BOOL class_addIvar ( Class cls, const char *name, size_t size, uint8_t alignment, const char *types );


獲取整個成員變量列表
Ivar * class_copyIvarList ( Class cls, unsigned int *outCount );

class_getInstanceVariable函數(shù)，它返回一個指向包含name指定的成員變量信息的objc_ivar結構體的指針(Ivar)隧魄。

class_getClassVariable函數(shù)实幕，目前沒有找到關于Objective-C中類變量的信息，一般認為Objective-C不支持類變量堤器。注意昆庇，返回的列表不包含父類的成員變量和屬性。

Objective-C不支持往已存在的類中添加實例變量闸溃，因此不管是系統(tǒng)庫提供的提供的類整吆，還是我們自定義的類，都無法動態(tài)添加成員變量辉川。但如果我們通過運行時來創(chuàng)建一個類的話表蝙，又應該如何給它添加成員變量呢？這時我們就可以使用class_addIvar函數(shù)了乓旗。不過需要注意的是府蛇，這個方法只能在objc_allocateClassPair函數(shù)與objc_registerClassPair之間調用。另外屿愚，這個類也不能是元類汇跨。成員變量的按字節(jié)最小對齊量是1<<alignment务荆。這取決于ivar的類型和機器的架構。如果變量的類型是指針類型穷遂，則傳遞l

class_copyIvarList函數(shù)函匕，它返回一個指向成員變量信息的數(shù)組，數(shù)組中每個元素是指向該成員變量信息的objc_ivar結構體的指針盅惜。這個數(shù)組不包含在父類中聲明的變量掠剑。outCount指針返回數(shù)組的大小沸伏。需要注意的是动分，我們必須使用free()來釋放這個數(shù)組澜公。

屬性操作函數(shù)迹辐，主要包含以下函數(shù)：

獲取指定的屬性
objc_property_t class_getProperty ( Class cls, const char *name );

獲取屬性列表
objc_property_t * class_copyPropertyList ( Class cls, unsigned int *outCount );

為類添加屬性
BOOL class_addProperty ( Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes, unsigned int attributeCount );

替換類的屬性
void class_replaceProperty ( Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes, unsigned int attributeCount );

這一種方法也是針對ivars來操作殷费，不過只操作那些是屬性的值详羡。我們在后面介紹屬性時會再遇到這些函數(shù)。

在MAC OS X系統(tǒng)中，我們可以使用垃圾回收器畔师。runtime提供了幾個函數(shù)來確定一個對象的內存區(qū)域是否可以被垃圾回收器掃描塔鳍，以處理strong/weak引用放前。這幾個函數(shù)定義如下：

const uint8_t * class_getIvarLayout ( Class cls );

void class_setIvarLayout ( Class cls, const uint8_t *layout );

const uint8_t * class_getWeakIvarLayout ( Class cls );

void class_setWeakIvarLayout ( Class cls, const uint8_t *layout );

但通常情況下凭语，我們不需要去主動調用這些方法；在調用objc_registerClassPair時啡氢，會生成合理的布局。在此不詳細介紹這些函數(shù)袭艺。

方法(methodLists)

方法操作主要有以下函數(shù)：

添加方法
BOOL class_addMethod ( Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types );

獲取實例方法
Method class_getInstanceMethod ( Class cls, SEL name );

獲取類方法
Method class_getClassMethod ( Class cls, SEL name );

獲取所有方法的數(shù)組
Method * class_copyMethodList ( Class cls, unsigned int *outCount );

替代方法的實現(xiàn)
IMP class_replaceMethod ( Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types );

返回方法的具體實現(xiàn)
IMP class_getMethodImplementation ( Class cls, SEL name );
IMP class_getMethodImplementation_stret ( Class cls, SEL name );

類實例是否響應指定的selector
BOOL class_respondsToSelector ( Class cls, SEL sel );

class_addMethod的實現(xiàn)會覆蓋父類的方法實現(xiàn)搀崭，但不會取代本類中已存在的實現(xiàn)，如果本類中包含一個同名的實現(xiàn)，則函數(shù)會返回NO瘤睹。如果要修改已存在實現(xiàn)升敲，可以使用method_setImplementation。一個Objective-C方法是一個簡單的C函數(shù)轰传，它至少包含兩個參數(shù)—self和_cmd驴党。所以，我們的實現(xiàn)函數(shù)(IMP參數(shù)指向的函數(shù))至少需要兩個參數(shù)获茬，如下所示：

void myMethodIMP(id self, SEL _cmd)
{
    // implementation ....
}

與成員變量不同的是港庄，我們可以為類動態(tài)添加方法，不管這個類是否已存在恕曲。

另外鹏氧，參數(shù)types是一個描述傳遞給方法的參數(shù)類型的字符數(shù)組，這就涉及到類型編碼佩谣，我們將在后面介紹把还。

class_getInstanceMethod、class_getClassMethod函數(shù)茸俭，與class_copyMethodList不同的是吊履，這兩個函數(shù)都會去搜索父類的實現(xiàn)。

class_copyMethodList函數(shù)调鬓，返回包含所有實例方法的數(shù)組艇炎，如果需要獲取類方法，則可以使用class_copyMethodList(object_getClass(cls), &count)(一個類的實例方法是定義在元類里面)袖迎。該列表不包含父類實現(xiàn)的方法冕臭。outCount參數(shù)返回方法的個數(shù)。在獲取到列表后燕锥，我們需要使用free()方法來釋放它辜贵。

class_replaceMethod函數(shù)，該函數(shù)的行為可以分為兩種：如果類中不存在name指定的方法归形，則類似于class_addMethod函數(shù)一樣會添加方法托慨；如果類中已存在name指定的方法，則類似于method_setImplementation一樣替代原方法的實現(xiàn)暇榴。

class_getMethodImplementation函數(shù)厚棵，該函數(shù)在向類實例發(fā)送消息時會被調用，并返回一個指向方法實現(xiàn)函數(shù)的指針蔼紧。這個函數(shù)會比method_getImplementation(class_getInstanceMethod(cls, name))更快婆硬。返回的函數(shù)指針可能是一個指向runtime內部的函數(shù)，而不一定是方法的實際實現(xiàn)奸例。例如彬犯，如果類實例無法響應selector向楼，則返回的函數(shù)指針將是運行時消息轉發(fā)機制的一部分。

class_respondsToSelector函數(shù)谐区，我們通常使用NSObject類的respondsToSelector:或instancesRespondToSelector:方法來達到相同目的湖蜕。

協(xié)議(objc_protocol_list)

協(xié)議相關的操作包含以下函數(shù)：

添加協(xié)議
BOOL class_addProtocol ( Class cls, Protocol *protocol );

返回類是否實現(xiàn)指定的協(xié)議
BOOL class_conformsToProtocol ( Class cls, Protocol *protocol );

返回類實現(xiàn)的協(xié)議列表
Protocol * class_copyProtocolList ( Class cls, unsigned int *outCount );

class_conformsToProtocol函數(shù)可以使用NSObject類的conformsToProtocol:方法來替代。

class_copyProtocolList函數(shù)返回的是一個數(shù)組宋列，在使用后我們需要使用free()手動釋放昭抒。

版本(version)

版本相關的操作包含以下函數(shù)：

獲取版本號
int class_getVersion ( Class cls );

設置版本號
void class_setVersion ( Class cls, int version );

動態(tài)創(chuàng)建類和對象

runtime的強大之處在于它能在運行時創(chuàng)建類和對象。

動態(tài)創(chuàng)建類

動態(tài)創(chuàng)建類涉及到以下幾個函數(shù)：

創(chuàng)建一個新類和元類
Class objc_allocateClassPair ( Class superclass, const char *name, size_t extraBytes );

銷毀一個類及其相關聯(lián)的類
void objc_disposeClassPair ( Class cls );

在應用中注冊由objc_allocateClassPair創(chuàng)建的類
void objc_registerClassPair ( Class cls );

objc_allocateClassPair函數(shù)：如果我們要創(chuàng)建一個根類炼杖，則superclass指定為Nil灭返。extraBytes通常指定為0，該參數(shù)是分配給類和元類對象尾部的索引ivars的字節(jié)數(shù)嘹叫。

為了創(chuàng)建一個新類婆殿，我們需要調用objc_allocateClassPair诈乒。然后使用諸如class_addMethod罩扇，class_addIvar等函數(shù)來為新創(chuàng)建的類添加方法、實例變量和屬性等怕磨。完成這些后喂饥，我們需要調用objc_registerClassPair函數(shù)來注冊類，之后這個新類就可以在程序中使用了肠鲫。

實例方法和實例變量應該添加到類自身上员帮，而類方法應該添加到類的元類上。

objc_disposeClassPair函數(shù)用于銷毀一個類导饲，不過需要注意的是捞高，如果程序運行中還存在類或其子類的實例，則不能調用針對類調用該方法渣锦。

在前面介紹元類時硝岗，我們已經(jīng)有接觸到這幾個函數(shù)了，在此我們再舉個實例來看看這幾個函數(shù)的使用袋毙。

Class cls = objc_allocateClassPair(MyClass.class, "MySubClass", 0);

class_addMethod(cls, @selector(submethod1), (IMP)imp_submethod1, "v@:");
class_replaceMethod(cls, @selector(method1), (IMP)imp_submethod1, "v@:");
class_addIvar(cls, "_ivar1", sizeof(NSString *), log(sizeof(NSString *)), "i");

objc_property_attribute_t type = {"T", "@\"NSString\""};
objc_property_attribute_t ownership = { "C", "" };
objc_property_attribute_t backingivar = { "V", "_ivar1"};
objc_property_attribute_t attrs[] = {type, ownership, backingivar};

class_addProperty(cls, "property2", attrs, 3);
objc_registerClassPair(cls);

id instance = [[cls alloc] init];
[instance performSelector:@selector(submethod1)];
[instance performSelector:@selector(method1)];

程序的輸出如下：

2018-3-28 23:55:31.006 RuntimeTest[3800:66152] run sub method 1
2018-3-28 23:55:31.006 RuntimeTest[3800:66152] run sub method 1

動態(tài)創(chuàng)建對象

動態(tài)創(chuàng)建對象的函數(shù)如下：

創(chuàng)建類實例
id class_createInstance ( Class cls, size_t extraBytes );

在指定位置創(chuàng)建類實例
id objc_constructInstance ( Class cls, void *bytes );

銷毀類實例
void * objc_destructInstance ( id obj );

class_createInstance函數(shù)：創(chuàng)建實例時型檀，會在默認的內存區(qū)域為類分配內存。extraBytes參數(shù)表示分配的額外字節(jié)數(shù)听盖。這些額外的字節(jié)可用于存儲在類定義中所定義的實例變量之外的實例變量胀溺。該函數(shù)在ARC環(huán)境下無法使用。

調用class_createInstance的效果與+alloc方法類似皆看。不過在使用class_createInstance時仓坞，我們需要確切的知道我們要用它來做什么。在下面的例子中腰吟，我們用NSString來測試一下該函數(shù)的實際效果：

id theObject = class_createInstance(NSString.class, sizeof(unsigned));

id str1 = [theObject init];

NSLog(@"%@", [str1 class]);

id str2 = [[NSString alloc] initWithString:@"test"];
NSLog(@"%@", [str2 class]);

objc_constructInstance函數(shù)：在指定的位置(bytes)創(chuàng)建類實例无埃。
objc_destructInstance函數(shù)：銷毀一個類的實例，但不會釋放并移除任何與其相關的引用。

實例操作函數(shù)

實例操作函數(shù)主要是針對我們創(chuàng)建的實例對象的一系列操作函數(shù)录语，我們可以使用這組函數(shù)來從實例對象中獲取我們想要的一些信息倍啥，如實例對象中變量的值。這組函數(shù)可以分為三小類：

1.針對整個對象進行操作的函數(shù)澎埠，這類函數(shù)包含

返回指定對象的一份拷貝
id object_copy ( id obj, size_t size );

釋放指定對象占用的內存
id object_dispose ( id obj );

有這樣一種場景虽缕，假設我們有類A和類B，且類B是類A的子類蒲稳。類B通過添加一些額外的屬性來擴展類A〉鳎現(xiàn)在我們創(chuàng)建了一個A類的實例對象，并希望在運行時將這個對象轉換為B類的實例對象江耀，這樣可以添加數(shù)據(jù)到B類的屬性中剩胁。這種情況下，我們沒有辦法直接轉換祥国，因為B類的實例會比A類的實例更大昵观，沒有足夠的空間來放置對象。此時舌稀，我們就要以使用以上幾個函數(shù)來處理這種情況啊犬，如下代碼所示：

NSObject *a = [[NSObject alloc] init];

id newB = object_copy(a, class_getInstanceSize(MyClass.class));

object_setClass(newB, MyClass.class);

object_dispose(a);

2.針對對象實例變量進行操作的函數(shù)，這類函數(shù)包含：

修改類實例的實例變量的值
Ivar object_setInstanceVariable ( id obj, const char *name, void *value );

獲取對象實例變量的值
Ivar object_getInstanceVariable ( id obj, const char *name, void **outValue );

返回指向給定對象分配的任何額外字節(jié)的指針
void * object_getIndexedIvars ( id obj );

返回對象中實例變量的值
id object_getIvar ( id obj, Ivar ivar );

設置對象中實例變量的值
void object_setIvar ( id obj, Ivar ivar, id value );

如果實例變量的Ivar已經(jīng)知道壁查，那么調用object_getIvar會比object_getInstanceVariable函數(shù)快觉至，相同情況下，object_setIvar也比object_setInstanceVariable快睡腿。

3.針對對象的類進行操作的函數(shù)语御，這類函數(shù)包含：

返回給定對象的類名
const char * object_getClassName ( id obj );

返回對象的類
Class object_getClass ( id obj );

設置對象的類
Class object_setClass ( id obj, Class cls );

獲取類定義

Objective-C動態(tài)運行庫會自動注冊我們代碼中定義的所有的類。我們也可以在運行時創(chuàng)建類定義并使用objc_addClass函數(shù)來注冊它們席怪。runtime提供了一系列函數(shù)來獲取類定義相關的信息应闯，這些函數(shù)主要包括：

獲取已注冊的類定義的列表
int objc_getClassList ( Class *buffer, int bufferCount );

創(chuàng)建并返回一個指向所有已注冊類的指針列表
Class * objc_copyClassList ( unsigned int *outCount );

返回指定類的類定義
Class objc_lookUpClass ( const char *name );
Class objc_getClass ( const char *name );
Class objc_getRequiredClass ( const char *name );

返回指定類的元類
Class objc_getMetaClass ( const char *name );

objc_getClassList函數(shù)：獲取已注冊的類定義的列表。我們不能假設從該函數(shù)中獲取的類對象是繼承自NSObject體系的何恶，所以在這些類上調用方法是孽锥，都應該先檢測一下這個方法是否在這個類中實現(xiàn)。

該函數(shù)的用法:

int numClasses;

Class * classes = NULL;

numClasses = objc_getClassList(NULL, 0);
if (numClasses > 0) {
    classes = malloc(sizeof(Class) * numClasses);
    numClasses = objc_getClassList(classes, numClasses);

    NSLog(@"number of classes: %d", numClasses);

    for (int i = 0; i < numClasses; i++) {

        Class cls = classes[i];
        NSLog(@"class name: %s", class_getName(cls));
    }

    free(classes);
}

獲取類定義的方法有三個：objc_lookUpClass, objc_getClass和objc_getRequiredClass细层。如果類在運行時未注冊惜辑，則objc_lookUpClass會返回nil，而objc_getClass會調用類處理回調疫赎，并再次確認類是否注冊盛撑，如果確認未注冊，再返回nil捧搞。而objc_getRequiredClass函數(shù)的操作與objc_getClass相同抵卫，只不過如果沒有找到類狮荔，則會殺死進程。

objc_getMetaClass函數(shù)：如果指定的類沒有注冊介粘，則該函數(shù)會調用類處理回調殖氏，并再次確認類是否注冊，如果確認未注冊姻采，再返回nil雅采。不過，每個類定義都必須有一個有效的元類定義慨亲，所以這個函數(shù)總是會返回一個元類定義婚瓜，不管它是否有效。

小結

本節(jié)介紹了Runtime運行時中與類和對象相關的數(shù)據(jù)結構刑棵，通過這些數(shù)據(jù)函數(shù)巴刻，我們可以管窺Objective-C底層面向對象實現(xiàn)的一些信息。另外蛉签，通過豐富的操作函數(shù)胡陪，可以靈活地對這些數(shù)據(jù)進行操作。