關于Runtime

Runtime根據(jù)字面理解就是運行時祭陷，當我們的代碼運行的時候所體現(xiàn)的東西苍凛，舉一個比較簡單一點的例子，這里有一個Person類颗胡，然后創(chuàng)建一個Student類繼承Person毫深，這里我們知道可以用Person類的對象來接收Student類創(chuàng)建的對象吩坝，從代碼看來這個對象時一個Person對象毒姨，但是在代碼運行的時候，這個對象體現(xiàn)出來的卻是一個Student對象钉寝。

Runtime API

獲取對象的類
Class object_getClass(id obj) 

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

獲取對象的類名
const char *object_getClassName(id obj)

獲取實例變量的值
id object_getIvar(id obj, Ivar ivar)

設置實例變量的值 這個方法比下面這個設置實例變量要快
void object_setIvar(id obj, Ivar ivar, id value)

設置實例變量的值
Ivar object_setInstanceVariable(id obj, const char *name, void *value)

獲取實例變量變量和值
Ivar object_getInstanceVariable(id obj, const char *name, void **outValue)

根據(jù)名稱獲取類
Class objc_getClass(const char *name)

獲取對應類和實例變量名的Ivar指針
Ivar class_getInstanceVariable(Class cls, const char *name)

獲取類對應的實例變量的Ivar指針數(shù)組
Ivar *class_copyIvarList(Class cls, unsigned int *outCount) 

根據(jù)類名和SEL變量獲取實例方法對象
Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL name)

根據(jù)類名和SEL變量獲取類方法對象
Method class_getClassMethod(Class cls, SEL name)

根據(jù)類和方法名獲取IMP指針 這個方法比IMP method_getImplementation(Method m) 可能要快一點
IMP類型是(void(*)(id instance, SEL _cmd, id parameter1,...))
IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL name)

類實例能否響應這個SEL
BOOL class_respondsToSelector(Class cls, SEL sel)

根據(jù)name獲取屬性
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)

給指定類添加新方法
class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, 
                                 const char *types) 

取代一個方法的實現(xiàn)
IMP class_replaceMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, 
                                    const char *types)

添加一個實例變量
這里舉一個例子
class_addIvar(newClass, "name", sizeof(NSString *), log2(sizeof(NSString *)), @encode(NSString *));
BOOL class_addIvar(Class cls, const char *name, size_t size, 
                               uint8_t alignment, const char *types)

添加一個屬性
attributes這個參數(shù)的順序要保持T(Type)在第一位弧呐，V(Ivar)在最后一位
BOOL class_addProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes, unsigned int attributeCount)

替換屬性
void class_replaceProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes, unsigned int attributeCount)

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

注冊這個新類 給創(chuàng)建的新類添加屬性 方法 協(xié)議 成員變量等都需要在注冊之前完成
void objc_registerClassPair(Class cls)

Method轉SEL變量
SEL method_getName(Method m)

Method轉IMP指針
IMP method_getImplementation(Method m)

設置一個Method的IMP指針 返回之前的IMP指針
IMP method_setImplementation(Method m, IMP imp)

交換兩個Method
void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)

獲取變量名
const char *ivar_getName(Ivar v) 

獲取變量的類型編碼
const char *ivar_getTypeEncoding(Ivar v)

獲取屬性名
const char *property_getName(objc_property_t property)

獲取屬性的特性
const char *property_getAttributes(objc_property_t property)

獲取屬性特性數(shù)組
objc_property_attribute_t *property_copyAttributeList(objc_property_t property, unsigned int *outCount)

根據(jù)屬性的特性name獲取value
char *property_copyAttributeValue(objc_property_t property, const char *attributeName)

SEL轉c字符串
const char *sel_getName(SEL sel)

根據(jù)str返回一個SEL變量
SEL sel_getUid(const char *str)

根據(jù)str注冊一個SEL變量
SEL sel_registerName(const char *str)

判斷兩個SEL變量是否相等
BOOL sel_isEqual(SEL lhs, SEL rhs)

block轉IMP
block舉例 由于是block所以沒有SEL參數(shù)
id block = ^(id instance, id parameter1, id parameter2) {
            
        };
IMP imp_implementationWithBlock(id block)

IMP轉block
id imp_getBlock(IMP anImp)

給一個對象關聯(lián)一個指定的key和關聯(lián)方式
void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)

獲取關聯(lián)值
id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)

移除關聯(lián)值
void objc_removeAssociatedObjects(id object)

IMP SEL Method是可以相互轉化的，下面上一張圖嵌纲，做的不怎么好的俘枫，湊合著看吧

IMP&SEL&Method

Type Encoding

Type Encoding

關于屬性的特性我這里放一個鏈接
objc_property_attribute_t

實際應用

給Category添加屬性

我就隨便給一個Category添加一個莫名其妙的屬性

static const void *countKey = &countKey;

@implementation NSObject (Count)

- (void)setCount:(NSInteger)count {
    objc_setAssociatedObject(self, countKey, @(count), OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
}

- (NSInteger)count {
    return [objc_getAssociatedObject(self, countKey) integerValue];
}

@end

攔截系統(tǒng)的方法(swizzling)

我這里根據(jù)IMP SEL Method的關系，我想到三種實現(xiàn)的方法

static IMP _setColor;

static const void *pageKey = &pageKey;
static const void *nameKey = &nameKey;

@implementation UIView (Border)

+ (void)load {
/***********************************交換方法************************/
    //方法1
//    Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(setBackgroundColor:));
//    _setColor = method_setImplementation(method, (IMP)colorOfBackground);
    //方法2
    _setColor = class_replaceMethod(self, @selector(setBackgroundColor:), (IMP)colorOfBackground, "v@:@");
    //方法3
//    Method method1 = class_getInstanceMethod(self, @selector(setBackgroundColor:));
//    Method method2 = class_getInstanceMethod(self, @selector(colorForBackgroundColor:));
//    method_exchangeImplementations(method1, method2);
/***********************************交換方法************************/
}

- (void)colorForBackgroundColor:(UIColor *)color {
//    這里不會循環(huán)逮走，因為已經(jīng)交換方法鸠蚪，調(diào)用本身相當于調(diào)用系統(tǒng)setBackgroundColor:方法
    [self colorForBackgroundColor:color];
    NSLog(@"設置顏色成功， 并替換了方法 ---colorForBackgroundColor");
}

void colorOfBackground(UIView *view, SEL sel, UIColor *color) {
    ((void (*)(UIView *, SEL, UIColor *))_setColor)(view, sel, color);
    NSLog(@"設置顏色成功师溅， 并替換了方法 ---colorOfBackground");
}

快速序列化茅信，實現(xiàn)歸檔和反歸檔

- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
    if (self = [super init]) {
        unsigned int outCount;
        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)];
            [self setValue:[aDecoder decodeObjectForKey:key] forKey:key];
        }
    }
    return self;
}

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
    unsigned int outCount;
    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)];
        [aCoder encodeObject:[self valueForKey:key] forKey:key];
    }
}

實現(xiàn)自己的KVO

如果要實現(xiàn)自己的KVO就要先了解蘋果自帶的KVO的實現(xiàn)原理，相信大家都會用KVO墓臭，在調(diào)用- (void)addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(nullable void *)context;這個方法的時候蘸鲸，會發(fā)現(xiàn)當前這個調(diào)用者的isa指針發(fā)生變化，這里運用了Runtime的東西窿锉。實現(xiàn)自己的KVO重點在于重寫setter方法和消息的轉發(fā)酌摇。調(diào)用msg_Send()是出現(xiàn)錯誤，在BuildSetting嗡载，搜索msg窑多，將YES改為NO
這里為NSObject添加了一個分類，其實系統(tǒng)的KVO也是NSObject的一個分類實現(xiàn)

//
//  NSObject+FSKVO.m
//  Runtime
//
//  Created by vcyber on 17/8/23.
//  Copyright ? 2017年 vcyber. All rights reserved.
//

#import "NSObject+FSKVO.h"
#import <objc/message.h>

static const void *observerKey = &observerKey;
static const void *keyPathKey = &keyPathKey;
static const void *optionsKey = &optionsKey;
static const void *setterKey = &setterKey;
static const void *oldValueKey = &oldValueKey;

@implementation NSObject (FSKVO)

- (void)fs_addObserver:(NSObject *)observer forKeyPath:(NSString *)keyPath options:(NSKeyValueObservingOptions)options context:(void *)context {
    //1.動態(tài)生成一個類
    NSString *oldClassName = NSStringFromClass([self class]);
    NSString *newClassName = [@"FS_" stringByAppendingString:oldClassName];
    Class newClass = objc_allocateClassPair([self class], newClassName.UTF8String, 0);
    //2.為新生成的類添加setter方法
    NSString *setter = [@"set" stringByAppendingString:[[keyPath capitalizedString] stringByAppendingString:@":"]];
    class_addMethod(newClass, NSSelectorFromString(setter), (IMP)setKeyPath, "v@:@");
    objc_registerClassPair(newClass);
    //修改被觀察者的isa指針!!讓它指向自定義的類!!
    object_setClass(self, newClass);
    //3.獲取舊值
    id oldValue = [self valueForKeyPath:keyPath];
    //3.保存observer keyPath options setter 舊值 用于消息發(fā)送
    objc_setAssociatedObject(self, observerKey, observer, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    objc_setAssociatedObject(self, keyPathKey, keyPath, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
    objc_setAssociatedObject(self, optionsKey, @(options), OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
    objc_setAssociatedObject(self, setterKey, setter, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
    objc_setAssociatedObject(self, oldValueKey, oldValue, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}


void setKeyPath(id self, SEL _cmd, id newValue) {
    id class = [self class];
    //改變當前對象指向父類!!
    object_setClass(self, class_getSuperclass(class));
    //調(diào)用父類的setter方法
    
    NSString *setter = objc_getAssociatedObject(self, setterKey);
    objc_msgSend(self, NSSelectorFromString(setter), newValue);
    //取出觀察者 轉發(fā)消息
    id observer = objc_getAssociatedObject(self, observerKey);
    NSString *keyPath = objc_getAssociatedObject(self, keyPathKey);
    NSUInteger options = [objc_getAssociatedObject(self, optionsKey) unsignedIntegerValue];
    NSMutableDictionary<NSKeyValueChangeKey, id> *change = [NSMutableDictionary dictionary];
    if (options & NSKeyValueObservingOptionNew) {
        change[NSKeyValueChangeNewKey] = newValue;
    }
    if (options & NSKeyValueObservingOptionOld) {
        change[NSKeyValueChangeOldKey] = objc_getAssociatedObject(self, oldValueKey);
    }
    objc_msgSend(observer, @selector(observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:), keyPath, self, change, NULL);
    object_setClass(self, class);
    objc_setAssociatedObject(self, oldValueKey, newValue, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}


@end

用法和系統(tǒng)的用法一樣

    MyClass1 *class1 = [[MyClass1 alloc] init];
    _cls = class1;
    class1.string = @"test";
    [class1 fs_addObserver:self forKeyPath:@"string" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:NULL];

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    NSLog(@"%@-%@", keyPath, change);
}

效果

JSON轉模型

這里我就不做簡單的演示了（因為難的我也不會）洼滚，大家可以看看別人的三方庫怯伊，里面用到了runtime的東西。

總結

大家還有什么好的runtime使用情況判沟，可以留言或者私信給我耿芹，我就添加在文章上面，供給大家看挪哄。歡迎吐槽０娠酢！迹炼！