預(yù)備知識(shí)

理解Class與MetalClass

下面這張圖很重要野舶，得記住哦。具體的介紹宰衙，還是看權(quán)威的文章吧??平道，參考文章1、文章2;

類圖

個(gè)人理解供炼，在我們獲取每一個(gè)類一屋、實(shí)例對(duì)象的Class時(shí)窘疮，實(shí)際上獲取的是isa對(duì)象，正如上圖所示冀墨，下面的示例代碼也說(shuō)明了情況闸衫， 對(duì)object1、object2對(duì)象獲取class時(shí)獲取的是各自的isa對(duì)像得到class1轧苫、class2楚堤，實(shí)際上class1、class2為同一個(gè)對(duì)象含懊，當(dāng)再次獲取class1、class2的class時(shí)獲取的就是元類了：

    NSObject *object1 = [[NSObject alloc] init];
    NSObject *object2 = [[NSObject alloc] init];
    Class class1 = [object1 class];
    Class class2 = [object2 class];
    NSLog(@"class1:%p, class2:-%p", class1, class2); // class1:0x1b7af3ea0, class2:-0x1b7af3ea0
    
    Class metaClass1 = object_getClass(class1);
    Class metaClass2 = object_getClass(class2);
    NSLog(@"metaClass1:%p, metaClass2:-%p", metaClass1, metaClass2); // metaClass1:0x1b7af3ec8, metaClass2:-0x1b7af3ec8
    
    Class metaClass3 = object_getClass(metaClass1);
    Class metaClass4 = object_getClass(metaClass2);
    NSLog(@"metaClass3:%p, metaClass4:-%p", metaClass3, metaClass4); // metaClass3:0x1b7af3ec8, metaClass4:-0x1b7af3ec8

Method

Method本身是一個(gè)objc_method類型的結(jié)構(gòu)體指針即方法的具體表示衅胀，objc_method是一個(gè)結(jié)構(gòu)體岔乔， 其定義如下：

struct objc_method {
    SEL _Nonnull method_name                                方法名;
    char * _Nullable method_types                           方法類型, 即參數(shù)、返回值類型;
    IMP _Nonnull method_imp                                 方法對(duì)應(yīng)的函數(shù)指針;
}   

// 獲取類所有的方法
unsigned int methodCount = 0;
Method *methods = class_copyMethodList(cls, &methodCount);
method_getName(method) // 獲取方法的名稱滚躯，返回的是一個(gè)SEL類型
method_getImplementation(method) // 獲取方法的函數(shù)指針
sel_getName(_sel) // 將SEL類型轉(zhuǎn)化為C字符串
method_getTypeEncoding(method) // 獲取方法的參數(shù)雏门、返回值類型，例如：“v16@0:8”
method_copyReturnType(method) // 獲取方法的返回值類型掸掏，例如：“v”
method_getNumberOfArguments(method) // 獲取方法參數(shù)的個(gè)數(shù)
method_copyArgumentType(method, i) // 獲取方法指定參數(shù)的類型茁影， 例如“@”

objc_property、類型編碼

objc_property_t本身是一個(gè)objc_property類型的結(jié)構(gòu)體指針即屬性的具體表示丧凤，我承認(rèn)我沒(méi)有找到objc_property的定義募闲，但是找到一個(gè)objc_property_attribute_t結(jié)構(gòu)體，它是屬性的attribute愿待，也就是其實(shí)是對(duì)屬性的詳細(xì)描述浩螺，包括屬性名稱、屬性編碼類型仍侥、原子類型/非原子類型等要出，可以參考類型編碼的文章。它的定義如下：

/// Defines a property attribute
typedef struct {
    const char *name;           /**< The name of the attribute */
    const char *value;          /**< The value of the attribute (usually empty) */
} objc_property_attribute_t;

// 通過(guò)property_copyAttributeList(property, &attrCount)函數(shù)可以獲取一個(gè)存有該結(jié)構(gòu)體的數(shù)組农渊。

該結(jié)構(gòu)體的name和value均為char型的指針患蹂，也就是一個(gè)C字符串，在YYModel中可以看到對(duì)于他們的使用是獲取name[0]砸紊、*name的值传于，也就是獲取C字符串的第一個(gè)字符。需要注意的是,當(dāng)name[0]為‘T’時(shí)批糟，證明此時(shí)的objc_property_attribute_t結(jié)構(gòu)體描述的是屬性對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型格了，是BOOL還是NSString類型等。再比如name[0]為’N‘時(shí)表明該結(jié)構(gòu)體描述的是屬性的原子性徽鼎，即為nonatomic盛末。另外當(dāng)name[0]為’G‘弹惦、’S‘時(shí)分別表示該屬性自定義了getter、setter方法悄但。

// 獲取所有的屬性
unsigned int propertyCount = 0;
objc_property_t *properties = class_copyPropertyList(cls, &propertyCount);
property_getName(property)  // 獲取屬性的名稱
property_copyAttributeList(property, &attrCount) // 獲取屬性的詳細(xì)信息,返回一個(gè)數(shù)組

備注：所有通過(guò)C函數(shù)所獲取的數(shù)據(jù)棠隐，都應(yīng)該手動(dòng)調(diào)用free()函數(shù)釋放內(nèi)存

Ivar

Ivar本身是一個(gè)objc_ivar類型的結(jié)構(gòu)體指針即實(shí)例變量的具體表示，objc_ivar是一個(gè)結(jié)構(gòu)體檐嚣， 其定義如下：

struct objc_ivar {
    char * _Nullable ivar_name                               變量名;
    char * _Nullable ivar_type                               變量類型;
    int ivar_offset                                          基地址偏移字節(jié);
#ifdef __LP64__
    int space                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} 

ivar_getName(ivar) // 獲取實(shí)例變量名稱
ivar_getOffset(ivar) // 獲取基地址偏移字節(jié)
ivar_getTypeEncoding(ivar) // 獲取變量類型

NSScanner

NSScanner是一個(gè)類助泽，用于在字符串中掃描指定的字符，尤其是把它們翻譯/轉(zhuǎn)換為數(shù)字和別的字符串嚎京∥撕兀可以在創(chuàng)建NSScaner時(shí)指定它的string屬性，然后scanner會(huì)按照你的要求從頭到尾地掃描這個(gè)字符串的每個(gè)字符鞍帝。
對(duì)于查詢字符串而言诫睬，這真是一個(gè)強(qiáng)大的類，下面簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)下YYModel是如何利用該類進(jìn)行類型編碼解析的：

// 該類用于解析屬性的數(shù)據(jù)類型帕涌，YYModel考慮得很全面摄凡，連遵循協(xié)議的id類型都有考慮

// 如果解析到是一個(gè)NSObject對(duì)象則進(jìn)行如下詳細(xì)的解析，例如：NSString類型時(shí)_typeEncoding為@"NSString"
            if ((type & YYEncodingTypeMask) == YYEncodingTypeObject && _typeEncoding.length) {
            
                        // 用需要掃描的_typeEncoding字符串蚓曼，初始化scanner對(duì)象
                        NSScanner *scanner = [NSScanner scannerWithString:_typeEncoding];
                        // 我們的目的是拿到NSString亲澡，所以需要更改scanner掃描的起始位置為字符N所在的位置
                        if (![scanner scanString:@"@\"" intoString:NULL]) continue;
                        
                        NSString *clsName = nil;
                        //  開(kāi)始掃描_typeEncoding直到遇到字符”或者<，遇到了則返回YES纫版，并將掃描到的字符串存入clsName床绪。
                        //  需要注意的是NSCharacterSet其實(shí)設(shè)置的是停止掃描的字符，如果該字符出現(xiàn)在NSScanner掃描的起始位置捎琐，該方法會(huì)返回NO会涎，clsName也會(huì)為null
                        if ([scanner scanUpToCharactersFromSet: [NSCharacterSet characterSetWithCharactersInString:@"\"<"] intoString:&clsName]) {
                            if (clsName.length) _cls = objc_getClass(clsName.UTF8String);
                        }
                        
                        
                        // 當(dāng)上面返回NO，進(jìn)行協(xié)議的捕獲
                        NSMutableArray *protocols = nil;
                        while ([scanner scanString:@"<" intoString:NULL]) {
                            NSString* protocol = nil;
                            if ([scanner scanUpToString:@">" intoString: &protocol]) {
                                if (protocol.length) {
                                    if (!protocols) protocols = [NSMutableArray new];
                                    [protocols addObject:protocol];
                                }
                            }
                            [scanner scanString:@">" intoString:NULL];
                        }
                        _protocols = protocols;
                    }

objc_msgSend

YYModel中設(shè)置和獲取屬性的值均經(jīng)過(guò)objc_msgSend函數(shù)實(shí)現(xiàn)瑞凑，我們要知道末秃，所有OC的方法的調(diào)用（消息的接收）在編譯之后均是通過(guò)調(diào)用objc_msgSend函數(shù)完成的。關(guān)于objc_msgSend的使用可參考鏈接籽御。要想驗(yàn)證編譯后的OC代碼练慕，可以在終端下使用Clang命令進(jìn)行驗(yàn)證。具體可以參考該文章.

實(shí)現(xiàn)解析

重要的類

• _YYModelMeta —————— 完成Model屬性技掏、方法铃将、實(shí)例變量的解析，并生成與數(shù)據(jù)源相對(duì)應(yīng)的字典映射哑梳；
• YYClassInfo —————— 存儲(chǔ)Model解析后的各種信息劲阎；
• YYClassMethodInfo —————— 存儲(chǔ)方法的信息；
• YYClassIvarInfo —————— 存儲(chǔ)實(shí)例變量的信息鸠真；
• YYClassPropertyInfo —————— 存儲(chǔ)屬性的信息悯仙；
• _YYModelPropertyMeta —————— 該類包含了屬性的信息和設(shè)置屬性時(shí)所需要的信息龄毡，有上述解析得到的信息和自定義的信息合成，用于第二步中的映射關(guān)系生成锡垄。

實(shí)現(xiàn)步驟

1沦零、解析實(shí)體信息

自定義的Model類調(diào)用modelWithDictionary:、modelWithJSON:進(jìn)行Model的初始化货岭，接下來(lái)_YYModelMeta類將會(huì)為我們完成解析的工作路操。解析的目的是獲取Model類的方法、屬性千贯、實(shí)例變量信息屯仗，這些信息將保存在YYClassInfo中。

在解析之初會(huì)首先檢查是否存在緩存搔谴，如果有緩存則直接返回緩存的_YYModelMeta對(duì)象祭钉。通常情況下，每一個(gè)類的屬性己沛、實(shí)例變量的解析只會(huì)進(jìn)行一次，成功解析一次后的數(shù)據(jù)將會(huì)被緩存起來(lái)距境，只有當(dāng)設(shè)置了YYClassInfo的_needUpdate才會(huì)進(jìn)行新的解析申尼，也就是進(jìn)行動(dòng)態(tài)的添加屬性、修改方法后需要更新垫桂。緩存數(shù)據(jù)保存在一個(gè)靜態(tài)的CFMutableDictionaryRef字典當(dāng)中师幕，并通過(guò)dispatch_semaphore_t信號(hào)量來(lái)確保字典讀取的線程安全性。

沒(méi)有緩存诬滩，則創(chuàng)建_YYModelMeta和YYClassInfo對(duì)象霹粥，其中YYClassInfo也加入了緩存處理，個(gè)人覺(jué)得這里是沒(méi)有必要的疼鸟，因?yàn)?code>_YYModelMeta已經(jīng)有屬性引用了YYClassInfo后控。

YYClassInfo的_update會(huì)為我們完成具體的解析，該方法依次對(duì)方法空镜、屬性浩淘、實(shí)例變量進(jìn)行了解析，個(gè)人發(fā)現(xiàn)方法吴攒、實(shí)例變量解析的信息并未用到张抄。所以這里著重說(shuō)一下屬性的解析，通過(guò)class_copyPropertyList獲取到屬性列表洼怔，并為每一個(gè)屬性生成一個(gè)YYClassPropertyInfo對(duì)象署惯，該對(duì)象會(huì)保存在YYClassInfo的_propertyInfos數(shù)組中。生成的YYClassPropertyInfo對(duì)象主要包含了屬性名镣隶、setter极谊、getter诡右、屬性數(shù)據(jù)類型等，這些信息都有對(duì)應(yīng)的runtime方法怀酷。其中核心在于利用類型編碼完成屬性數(shù)據(jù)類型的解析稻爬。

解析屬性的核心代碼：

/// 1.獲取Model類的屬性列表
 unsigned int propertyCount = 0;
    objc_property_t *properties = class_copyPropertyList(cls, &propertyCount);
    if (properties) {
        NSMutableDictionary *propertyInfos = [NSMutableDictionary new];
        // 將生成的YYClassPropertyInfo對(duì)象保存在該數(shù)組中
        _propertyInfos = propertyInfos;
        for (unsigned int i = 0; i < propertyCount; i++) {
            YYClassPropertyInfo *info = [[YYClassPropertyInfo alloc] initWithProperty:properties[i]];
            if (info.name) propertyInfos[info.name] = info;
        }
        // 記得釋放內(nèi)存
        free(properties); 
    }

/// 2.初始化YYClassPropertyInfo對(duì)象
- (instancetype)initWithProperty:(objc_property_t)property {
    if (!property) return nil;
    self = [super init];
    _property = property;
    
    // 獲取屬性的名稱
    const char *name = property_getName(property);
    if (name) {
         // 將屬性名稱有C字符串轉(zhuǎn)化為NSString
        _name = [NSString stringWithUTF8String:name];
    }
    
    YYEncodingType type = 0;
    unsigned int attrCount;
    // 獲取屬性對(duì)應(yīng)的所有描述，即objc_property_attribute_t的結(jié)構(gòu)體數(shù)組蜕依，包括原子性桅锄、數(shù)據(jù)類型、內(nèi)存語(yǔ)義等
    objc_property_attribute_t *attrs = property_copyAttributeList(property, &attrCount);
    for (unsigned int i = 0; i < attrCount; i++) {
        // objc_property_attribute_t的name為C字符串样眠，name[0]表示獲取第一個(gè)字符
        switch (attrs[i].name[0]) {
            case 'T': { // 這里將解析數(shù)據(jù)的類型友瘤，比如NSString、BOOL檐束、NSArray等
                if (attrs[i].value) {
                    _typeEncoding = [NSString stringWithUTF8String:attrs[i].value];
                    // 剛方法用于解析具體的數(shù)據(jù)類型
                    type = YYEncodingGetType(attrs[i].value);
                    
                    // 只有當(dāng)數(shù)據(jù)類型為NSObject類辫秧，包括采納了協(xié)議的屬性，才需要如下進(jìn)一步的解析
                    if ((type & YYEncodingTypeMask) == YYEncodingTypeObject && _typeEncoding.length) {
                        NSScanner *scanner = [NSScanner scannerWithString:_typeEncoding];
                        if (![scanner scanString:@"@\"" intoString:NULL]) continue;
                        
                        NSString *clsName = nil;
                        if ([scanner scanUpToCharactersFromSet: [NSCharacterSet characterSetWithCharactersInString:@"\"<"] intoString:&clsName]) {
                             // 將解析到的數(shù)據(jù)類型的類保存在_cls屬性中
                            if (clsName.length) _cls = objc_getClass(clsName.UTF8String);
                        }
                        
                        // 對(duì)于采納協(xié)議的屬性的解析
                        NSMutableArray *protocols = nil;
                        while ([scanner scanString:@"<" intoString:NULL]) {
                            NSString* protocol = nil;
                            if ([scanner scanUpToString:@">" intoString: &protocol]) {
                                if (protocol.length) {
                                    if (!protocols) protocols = [NSMutableArray new];
                                    [protocols addObject:protocol];
                                }
                            }
                            [scanner scanString:@">" intoString:NULL];
                        }
                        _protocols = protocols;
                    }
                }
            } break;
            case 'V': { // Instance variable
                if (attrs[i].value) {
                    _ivarName = [NSString stringWithUTF8String:attrs[i].value];
                }
            } break;
            case 'R': {
                type |= YYEncodingTypePropertyReadonly;
            } break;
            case 'C': {
                type |= YYEncodingTypePropertyCopy;
            } break;
            case '&': {
                type |= YYEncodingTypePropertyRetain;
            } break;
            case 'N': {
                type |= YYEncodingTypePropertyNonatomic;
            } break;
            case 'D': {
                type |= YYEncodingTypePropertyDynamic;
            } break;
            case 'W': {
                type |= YYEncodingTypePropertyWeak;
            } break;
            case 'G': { // 獲取自定義的getter方法
                type |= YYEncodingTypePropertyCustomGetter;
                if (attrs[i].value) {
                    _getter = NSSelectorFromString([NSString stringWithUTF8String:attrs[i].value]);
                }
            } break;
            case 'S': { // 獲取自定義的setter方法
                type |= YYEncodingTypePropertyCustomSetter;
                if (attrs[i].value) {
                    _setter = NSSelectorFromString([NSString stringWithUTF8String:attrs[i].value]);
                }
            } // break; commented for code coverage in next line
            default: break;
        }
    }
    if (attrs) {
        free(attrs);
        attrs = NULL;
    }
    
    // 保存獲取的type以及驗(yàn)證_setter被丧、_getter是否已經(jīng)獲取到盟戏，這三個(gè)要素在設(shè)置屬性值時(shí)將會(huì)被用到
    _type = type;
    if (_name.length) {
        if (!_getter) {
            _getter = NSSelectorFromString(_name);
        }
        if (!_setter) {
            _setter = NSSelectorFromString([NSString stringWithFormat:@"set%@%@:", [_name substringToIndex:1].uppercaseString, [_name substringFromIndex:1]]);
        }
    }
    return self;
}

2、生成映射關(guān)系

通過(guò)生成的YYClassInfo來(lái)建立與數(shù)據(jù)源之間的映射關(guān)系甥桂，也就是生成了一個(gè)以數(shù)據(jù)源字典的key為key柿究，以_YYModelPropertyMeta對(duì)象為值的字典_mapper，核心類為_YYModelPropertyMeta黄选，該類包含了屬性的信息和用戶自定義的信息蝇摸，例如屬性的setter、getter办陷、對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)源的key貌夕、子類容器等。

在生成_mapper的過(guò)程中包括白名單民镜、黑名單啡专、容器類、自定義數(shù)據(jù)源的key與屬性名映射關(guān)系的處理殃恒，具體可參見(jiàn)_YYModelMeta類的initWithClass:方法植旧。

3、設(shè)置屬性值

上述兩個(gè)步驟均是在_YYModelMeta中完成的离唐，第三部回到NSObject+YYModel分類中病附，用modelSetWithDictionary:方法完成屬性值的設(shè)置。

核心代碼：

/// 使用下面的函數(shù)亥鬓，遍歷字典并通過(guò)ModelSetWithDictionaryFunction函數(shù)完成Model屬性值的設(shè)置
CFDictionaryApplyFunction((CFDictionaryRef)dic, ModelSetWithDictionaryFunction, &context);

/// context為ModelSetContext結(jié)構(gòu)體
typedef struct {
    void *modelMeta;  ///  為步驟1完沪、2完成后生成的_YYModelMeta對(duì)象
    void *model;      ///  要生成的實(shí)體類，相當(dāng)于id類型
    void *dictionary; ///  數(shù)據(jù)源
} ModelSetContext;

/// 屬性值的設(shè)置最終通過(guò)objc_msgSend函數(shù)實(shí)現(xiàn)，例如下列對(duì)NSString類型的屬性進(jìn)行設(shè)置
if ([value isKindOfClass:[NSString class]]) {
                        if (meta->_nsType == YYEncodingTypeNSString) {
                            ((void (*)(id, SEL, id))(void *) objc_msgSend)((id)model, meta->_setter, value);
                        } else {
                            ((void (*)(id, SEL, id))(void *) objc_msgSend)((id)model, meta->_setter, ((NSString *)value).mutableCopy);
                        }
                    }

問(wèn)題

1. 為何要做metaclass的處理和判斷覆积？
2. 獲取方法列表和實(shí)例變量列表的意義在哪听皿？