轉(zhuǎn)自: OC的runtime總結(jié)
什么是runtime芙委？
runtime 是 OC底層的一套C語言的API（引入 <objc/runtime.h> 或<objc/message.h>）伐憾，編譯器最終都會將OC代碼轉(zhuǎn)化為運行時代碼迎罗，通過終端命令編譯.m 文件：clang -rewrite-objc xxx.m可以看到編譯后的xxx.cpp（C++文件）。
比如我們創(chuàng)建了一個對象 [[NSObject alloc]init]，最終被轉(zhuǎn)換為幾萬行代碼篮撑，截取最關(guān)鍵的一句可以看到底層是通過runtime創(chuàng)建的對象
刪除掉一些強(qiáng)制轉(zhuǎn)換語句，可以看到調(diào)用方法本質(zhì)就是發(fā)消息匆瓜，[[NSObject alloc]init]語句發(fā)了兩次消息赢笨，第一次發(fā)了alloc 消息，第二次發(fā)送init 消息驮吱。利用這個功能我們可以探究底層茧妒，比如block的實現(xiàn)原理。
需要注意的是左冬，使用objc_msgSend() sel_registerName()方法需要導(dǎo)入頭文件<objc/message.h>
另外利用runtime 可以做一些OC不容易實現(xiàn)的功能
動態(tài)交換兩個方法的實現(xiàn)（特別是交換系統(tǒng)自帶的方法）
動態(tài)添加對象的成員變量和成員方法
獲得某個類的所有成員方法桐筏、所有成員變量
如何應(yīng)用運行時？
1.將某些OC代碼轉(zhuǎn)為運行時代碼拇砰，探究底層梅忌，比如block的實現(xiàn)原理（上邊已講到）；
2.攔截系統(tǒng)自帶的方法調(diào)用（Swizzle 黑魔法）除破，比如攔截imageNamed:牧氮、viewDidLoad、alloc瑰枫；
3.實現(xiàn)分類也可以增加屬性踱葛；
4.實現(xiàn)NSCoding的自動歸檔和自動解檔；
5.實現(xiàn)字典和模型的自動轉(zhuǎn)換光坝。
講解
一剖毯、交換兩個方法的實現(xiàn)，攔截系統(tǒng)自帶的方法調(diào)用功能
需要用到的方法 <objc/runtime.h>
獲得某個類的類方法 Method class_getClassMethod(Class cls , SEL name)
獲得某個類的實例對象方法 Method class_getInstanceMethod(Class cls , SEL name)
交換兩個方法的實現(xiàn)
void method_exchangeImplementations(Method m1 , Method m2)
案例1：方法簡單的交換
創(chuàng)建一個Person類教馆，類中實現(xiàn)以下兩個類方法逊谋，并在.h 文件中聲明
+ (void)run {
NSLog(@"跑");
}
+ (void)study {
NSLog(@"學(xué)習(xí)");
}
控制器中調(diào)用，則先打印跑土铺，后打印學(xué)習(xí)
[Person run];
[Person study];
下面通過runtime 實現(xiàn)方法交換胶滋，類方法用class_getClassMethod 板鬓，對象方法用class_getInstanceMethod
// 獲取兩個類的類方法
Method m1 = class_getClassMethod([Person class], @selector(run));
Method m2 = class_getClassMethod([Person class], @selector(study));
// 開始交換方法實現(xiàn)
method_exchangeImplementations(m1, m2);
// 交換后，先打印學(xué)習(xí)究恤，再打印跑俭令！
[Person run];
[Person study];
案例2：攔截系統(tǒng)方法
需求:
比如iOS6 升級 iOS7 后需要版本適配，根據(jù)不同系統(tǒng)使用不同樣式圖片（擬物化和扁平化）部宿，如何通過不去手動一個個修改每個UIImage的imageNamed：方法就可以實現(xiàn)為該方法中加入版本判斷語句抄腔？
步驟：
1、為UIImage建一個分類（UIImage+Category）
2理张、在分類中實現(xiàn)一個自定義方法赫蛇，方法中寫要在系統(tǒng)方法中加入的語句，比如版本判斷
+ (UIImage *)xh_imageNamed:(NSString *)name {
double version = [[UIDevice currentDevice].systemVersion doubleValue]; if (version >= 7.0) {
// 如果系統(tǒng)版本是7.0以上雾叭，使用另外一套文件名結(jié)尾是‘_os7’的扁平化圖片
name = [name stringByAppendingString:@"_os7"];
}
return [UIImage xh_imageNamed:name];
}
3悟耘、分類中重寫UIImage的load方法，實現(xiàn)方法的交換
（只要能讓其執(zhí)行一次方法交換語句织狐，load再合適不過了）
+ (void)load {
// 獲取兩個類的類方法
Method m1 = class_getClassMethod([UIImage class], @selector(imageNamed:));
Method m2 = class_getClassMethod([UIImage class], @selector(xh_imageNamed:));
// 開始交換方法實現(xiàn)
method_exchangeImplementations(m1, m2);
}
注意：
自定義方法中最后一定要再調(diào)用一下系統(tǒng)的方法暂幼，讓其有加載圖片的功能，但是由于方法交換移迫，系統(tǒng)的方法名已經(jīng)變成了我們自定義的方法名（有點繞旺嬉，就是用我們的名字能調(diào)用系統(tǒng)的方法，用系統(tǒng)的名字能調(diào)用我們的方法）厨埋，這就實現(xiàn)了系統(tǒng)方法的攔截邪媳！
利用以上思路，我們還可以給 NSObject 添加分類揽咕，統(tǒng)計創(chuàng)建了多少個對象悲酷，給控制器添加分類，統(tǒng)計有創(chuàng)建了多少個控制器亲善，特別是公司需求總變的時候设易，在一些原有控件或模塊上添加一個功能，建議使用該方法蛹头！
二顿肺、在分類中設(shè)置屬性，給任何一個對象設(shè)置屬性
眾所周知渣蜗，分類中是無法設(shè)置屬性的屠尊，如果在分類的聲明中寫@property 只能為其生成get 和 set 方法的聲明，但無法生成成員變量耕拷，就是雖然點語法能調(diào)用出來讼昆，但程序執(zhí)行后會crash，有人會想到使用全局變量呢骚烧？比如這樣：
int _age;
- (int )age {
return _age;
}
- (void)setAge:(int)age {
_age = age;
}
但是全局變量程序整個執(zhí)行過程中內(nèi)存中只有一份浸赫，我們創(chuàng)建多個對象修改其屬性值都會修改同一個變量闰围，這樣就無法保證像屬性一樣每個對象都擁有其自己的屬性值。這時我們就需要借助runtime為分類增加屬性的功能了既峡。
需要用到的方法 <objc/runtime.h>
set方法羡榴，將值value 跟對象object 關(guān)聯(lián)起來（將值value 存儲到對象object 中）
1、參數(shù) object：給哪個對象設(shè)置屬性
2运敢、參數(shù) key：一個屬性對應(yīng)一個Key校仑，將來可以通過key取出這個存儲的值，key 可以是任何類型：double传惠、int 等迄沫，建議用char 可以節(jié)省字節(jié)
3、參數(shù) value：給屬性設(shè)置的值
4涉枫、參數(shù)policy：存儲策略 （assign 邢滑、copy 腐螟、 retain就是strong）
void objc_setAssociatedObject(id object , const void *key ,
id value ,objc_AssociationPolicy policy)
利用參數(shù)key 將對象object中存儲的對應(yīng)值取出來
id objc_getAssociatedObject(id object , const void *key)
步驟：
1愿汰、創(chuàng)建一個分類，比如給任何一個對象都添加一個name屬性乐纸，就是NSObject添加分類（NSObject+Category）
2衬廷、先在.h 中@property 聲明出get 和 set 方法，方便點語法調(diào)用
@property(nonatomic,copy)NSString *name;
3汽绢、在.m 中重寫set 和 get 方法吗跋，內(nèi)部利用runtime 給屬性賦值和取值
char nameKey;
- (void)setName:(NSString *)name {
// 將某個值跟某個對象關(guān)聯(lián)起來，將某個值存儲到某個對象中
objc_setAssociatedObject(self, &nameKey, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}
- (NSString *)name {
return objc_getAssociatedObject(self, &nameKey);
}
三宁昭、獲得一個類的所有成員變量
最典型的用法就是一個對象在歸檔和解檔的 encodeWithCoder和initWithCoder:方法中需要該對象所有的屬性進(jìn)行decodeObjectForKey: 和 encodeObject:跌宛，通過runtime我們聲明中無論寫多少個屬性，都不需要再修改實現(xiàn)中的代碼了积仗。
需要用到的方法 <objc/runtime.h>
獲得某個類的所有成員變量（outCount 會返回成員變量的總數(shù)）
參數(shù)：
1疆拘、哪個類
2、放一個接收值的地址寂曹，用來存放屬性的個數(shù)
3哎迄、返回值：存放所有獲取到的屬性，通過下面兩個方法可以調(diào)出名字和類型
Ivar *class_copyIvarList(Class cls , unsigned int *outCount)
獲得成員變量的名字
const char *ivar_getName(Ivar v)
獲得成員變量的類型
const char *ivar_getTypeEndcoding(Ivar v)
案例1：獲取Person類中所有成員變量的名字和類型
unsigned int outCount = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([Person class], &outCount);
// 遍歷所有成員變量
for (int i = 0; i < outCount; i++) {
// 取出i位置對應(yīng)的成員變量
Ivar ivar = ivars[i];
const char *name = ivar_getName(ivar);
const char *type = ivar_getTypeEncoding(ivar);
NSLog(@"成員變量名：%s 成員變量類型：%s",name,type);
}
// 注意釋放內(nèi)存隆圆！
free(ivars);
案例2：利用runtime 獲取所有屬性來重寫歸檔解檔方法
// 設(shè)置不需要歸解檔的屬性
- (NSArray *)ignoredNames {
return @[@"_aaa",@"_bbb",@"_ccc"];
}
// 解檔方法
- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
if (self = [super initWithCoder:aDecoder]) {
// 獲取所有成員變量
unsigned int outCount = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount);
for (int i = 0; i < outCount; i++) {
Ivar ivar = ivars[i];
// 將每個成員變量名轉(zhuǎn)換為NSString對象類型
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 忽略不需要解檔的屬性
if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) {
continue;
}
// 根據(jù)變量名解檔取值漱挚，無論是什么類型
id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key];
// 取出的值再設(shè)置給屬性
[self setValue:value forKey:key];
// 這兩步就相當(dāng)于以前的 self.age = [aDecoder decodeObjectForKey:@"_age"];
}
free(ivars);
}
return self;
}
// 歸檔調(diào)用方法
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
// 獲取所有成員變量
unsigned int outCount = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount);
for (int i = 0; i < outCount; i++) {
Ivar ivar = ivars[i];
// 將每個成員變量名轉(zhuǎn)換為NSString對象類型
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 忽略不需要歸檔的屬性
if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) {
continue;
}
// 通過成員變量名，取出成員變量的值
id value = [self valueForKeyPath:key];
// 再將值歸檔
[aCoder encodeObject:value forKey:key];
// 這兩步就相當(dāng)于 [aCoder encodeObject:@(self.age) forKey:@"_age"];
}
free(ivars);
}
依據(jù)上面的原理我們就可以給NSObject做一個分類渺氧，讓我們不需要每次都寫這么一長串代碼旨涝，只要實現(xiàn)一小段代碼就可以讓一個對象具有歸解檔的能力。
注意侣背，下面的代碼我換了一個方法名（不然會覆蓋系統(tǒng)原來的方法０谆）哩治，加了一個忽略屬性方法是否被實現(xiàn)的判斷，并加上了對父類屬性的歸解檔循環(huán)衬鱼。
NSObject+Extension.h
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface NSObject (Extension)
- (NSArray *)ignoredNames;
- (void)encode:(NSCoder *)aCoder;
- (void)decode:(NSCoder *)aDecoder;
@end
NSObject+Extension.m
#import "NSObject+Extension.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation NSObject (Extension)
- (void)decode:(NSCoder *)aDecoder {
// 一層層父類往上查找业筏，對父類的屬性執(zhí)行歸解檔方法
Class c = self.class;
while (c &&c != [NSObject class]) {
unsigned int outCount = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount);
for (int i = 0; i < outCount; i++) {
Ivar ivar = ivars[i];
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 如果有實現(xiàn)該方法再去調(diào)用
if ([self respondsToSelector:@selector(ignoredNames)]) {
if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) continue;
}
id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key];
[self setValue:value forKey:key];
}
free(ivars);
c = [c superclass];
}
}
- (void)encode:(NSCoder *)aCoder {
// 一層層父類往上查找，對父類的屬性執(zhí)行歸解檔方法
Class c = self.class;
while (c &&c != [NSObject class]) {
unsigned int outCount = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount);
for (int i = 0; i < outCount; i++) {
Ivar ivar = ivars[i];
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 如果有實現(xiàn)該方法再去調(diào)用
if ([self respondsToSelector:@selector(ignoredNames)]) {
if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) continue;
}
id value = [self valueForKeyPath:key];
[aCoder encodeObject:value forKey:key];
}
free(ivars);
c = [c superclass];
}
}
@end
上面分類使用方法：在需要歸解檔的對象中實現(xiàn)下面方法即可：
// 設(shè)置需要忽略的屬性
- (NSArray *)ignoredNames {
return @[@"bone"];
}
// 在系統(tǒng)方法內(nèi)來調(diào)用我們的方法
- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
if (self = [super init]) {
[self decode:aDecoder];
}
return self;
}
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
[self encode:aCoder];
}
這樣看來鸟赫，我們每次又要寫同樣的代碼蒜胖，我們可以將歸解檔兩個方法封裝為宏，在需要的地方一句宏搞定抛蚤，如果有不需要歸解檔的屬性就實現(xiàn)ignoredNames 方法台谢，這個也是MJExtension中那個一句宏就可以解決歸解檔的實現(xiàn)原理。
案例3：利用runtime 獲取所有屬性來進(jìn)行字典轉(zhuǎn)模型
以往我們都是利用KVC進(jìn)行字典轉(zhuǎn)模型岁经，但是它還是有一定的局限性朋沮，例如：模型屬性和鍵值對對應(yīng)不上會crash（雖然可以重寫setValue:forUndefinedKey:方法防止報錯），模型屬性是一個對象或者數(shù)組時不好處理等問題缀壤，所以無論是效率還是功能上樊拓，利用runtime進(jìn)行字典轉(zhuǎn)模型都是比較好的選擇。
字典轉(zhuǎn)模型我們需要考慮三種特殊情況：
1.當(dāng)字典的key和模型的屬性匹配不上
2.模型中嵌套模型（模型屬性是另外一個模型對象）
3.數(shù)組中裝著模型（模型的屬性是一個數(shù)組塘慕，數(shù)組中是一個個模型對象）
根據(jù)上面的三種特殊情況筋夏，我們一個個處理，先是字典的key和模型的屬性不對應(yīng)的情況图呢。
不對應(yīng)有兩種条篷，
一種是字典的鍵值大于模型屬性數(shù)量，這時候我們不需要任何處理蛤织，因為runtime是先遍歷模型所有屬性赴叹，再去字典中根據(jù)屬性名找對應(yīng)值進(jìn)行賦值，多余的鍵值對也當(dāng)然不會去看了指蚜；
另外一種是模型屬性數(shù)量大于字典的鍵值對乞巧，這時候由于屬性沒有對應(yīng)值會被賦值為nil，就會導(dǎo)致crash姚炕，我們只需加一個判斷即可摊欠，JSON數(shù)據(jù)和sample如下：
- (void)setDict:(NSDictionary *)dict {
Class c = self.class;
while (c &&c != [NSObject class]) {
unsigned int outCount = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount);
for (int i = 0; i < outCount; i++) {
Ivar ivar = ivars[i];
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 成員變量名轉(zhuǎn)為屬性名（去掉下劃線 _ ）
key = [key substringFromIndex:1];
// 取出字典的值
id value = dict[key];
// 如果模型屬性數(shù)量大于字典鍵值對數(shù)理，模型屬性會被賦值為nil而報錯
if (value == nil) continue;
// 將字典中的值設(shè)置到模型上
[self setValue:value forKeyPath:key];
}
free(ivars);
c = [c superclass];
}
}
第二種情況是模型的屬性是另外一個模型對象
這時候我們就需要利用runtime的ivar_getTypeEncoding 方法獲取模型對象類型柱宦，對該模型對象類型再進(jìn)行字典轉(zhuǎn)模型些椒，也就是進(jìn)行遞歸，需要注意的是我們要排除系統(tǒng)的對象類型掸刊，例如NSString免糕，下面的方法中我添加了一個類方法方便遞歸。
打印可以看到各屬性類型
age i
name @"NSString"
height d
dog @"Dog"
#import "NSObject+JSONExtension.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation NSObject (JSONExtension)
- (void)setDict:(NSDictionary *)dict {
Class c = self.class;
while (c &&c != [NSObject class]) {
unsigned int outCount = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount);
for (int i = 0; i < outCount; i++) {
Ivar ivar = ivars[i];
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 成員變量名轉(zhuǎn)為屬性名（去掉下劃線 _ ）
key = [key substringFromIndex:1];
// 取出字典的值
id value = dict[key];
// 如果模型屬性數(shù)量大于字典鍵值對數(shù)理，模型屬性會被賦值為nil而報錯
if (value == nil) continue;
// 獲得成員變量的類型
NSString *type = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
// 如果屬性是對象類型
NSRange range = [type rangeOfString:@"@"];
if (range.location != NSNotFound) {
// 那么截取對象的名字（比如@"Dog"石窑，截取為Dog）
type = [type substringWithRange:NSMakeRange(2, type.length - 3)];
// 排除系統(tǒng)的對象類型
if (![type hasPrefix:@"NS"]) {
// 將對象名轉(zhuǎn)換為對象的類型牌芋，將新的對象字典轉(zhuǎn)模型（遞歸）
Class class = NSClassFromString(type);
value = [class objectWithDict:value];
}
}
// 將字典中的值設(shè)置到模型上
[self setValue:value forKeyPath:key];
}
free(ivars);
c = [c superclass];
}
}
+ (instancetype )objectWithDict:(NSDictionary *)dict {
NSObject *obj = [[self alloc]init];
[obj setDict:dict]; return obj;
}
第三種情況是模型的屬性是一個數(shù)組，數(shù)組中是一個個模型對象松逊，例如下面的數(shù)據(jù)我就可以通過books[0].name獲取到C語言程序設(shè)計
我們既然能獲取到屬性類型躺屁，那就可以攔截到模型的那個數(shù)組屬性，進(jìn)而對數(shù)組中每個模型遍歷并字典轉(zhuǎn)模型经宏，但是我們不知道數(shù)組中的模型都是什么類型犀暑，我們可以聲明一個方法，該方法目的不是讓其調(diào)用烁兰，而是讓其實現(xiàn)并返回模型的類型耐亏。
MJExtension的實現(xiàn)原理
NSObject+JSONExtension.h
// 返回數(shù)組中都是什么類型的模型對象
- (NSString *)arrayObjectClass ;
NSObject+JSONExtension.m
#import "NSObject+JSONExtension.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation NSObject (JSONExtension)
- (void)setDict:(NSDictionary *)dict {
Class c = self.class;
while (c &&c != [NSObject class]) {
unsigned int outCount = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount);
for (int i = 0; i < outCount; i++) {
Ivar ivar = ivars[i];
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 成員變量名轉(zhuǎn)為屬性名（去掉下劃線 _ ）
key = [key substringFromIndex:1];
// 取出字典的值
id value = dict[key];
// 如果模型屬性數(shù)量大于字典鍵值對數(shù)理，模型屬性會被賦值為nil而報錯
if (value == nil) continue;
// 獲得成員變量的類型
NSString *type = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
// 如果屬性是對象類型
NSRange range = [type rangeOfString:@"@"]; if (range.location != NSNotFound) {
// 那么截取對象的名字（比如@"Dog"沪斟，截取為Dog）
type = [type substringWithRange:NSMakeRange(2, type.length - 3)];
// 排除系統(tǒng)的對象類型
if (![type hasPrefix:@"NS"]) {
// 將對象名轉(zhuǎn)換為對象的類型广辰，將新的對象字典轉(zhuǎn)模型（遞歸）
Class class = NSClassFromString(type);
value = [class objectWithDict:value];
}else if ([type isEqualToString:@"NSArray"]) {
// 如果是數(shù)組類型，將數(shù)組中的每個模型進(jìn)行字典轉(zhuǎn)模型主之，先創(chuàng)建一個臨時數(shù)組存放模型
NSArray *array = (NSArray *)value;
NSMutableArray *mArray = [NSMutableArray array];
// 獲取到每個模型的類型
id class ;
if ([self respondsToSelector:@selector(arrayObjectClass)]) {
NSString *classStr = [self arrayObjectClass];
class = NSClassFromString(classStr);
}
// 將數(shù)組中的所有模型進(jìn)行字典轉(zhuǎn)模型
for (int i = 0; i < array.count; i++) {
[mArray addObject:[class objectWithDict:value[i]]];
}
value = mArray;
}
}
// 將字典中的值設(shè)置到模型上
[self setValue:value forKeyPath:key];
}
free(ivars);
c = [c superclass];
}
}
+ (instancetype )objectWithDict:(NSDictionary *)dict {
NSObject *obj = [[self alloc]init];
[obj setDict:dict];
return obj;
}
@end
相關(guān)文章：
1择吊、iOS-RunTime，不再只是聽說
完杀餐。
