一赁炎、Objective-C Runtime到底是什么東西撞牢？

簡而言之慨默，Objective-C Runtime是一個將C語言轉(zhuǎn)化為面向?qū)ο笳Z言的擴展。
我們將C++和Objective進行對比弄跌，雖然C++和Objective-C都是在C的基礎(chǔ)上加入面向?qū)ο蟮奶匦詳U充而成的程序設(shè)計語言署浩，但二者實現(xiàn)的機制差異很大扮休。C++是基于靜態(tài)類型糯景，而Objective-C是基于動態(tài)運行時類型。也就是說用C++編寫的程序編譯時就直接編譯成了可令機器讀懂的機器語言殉农；用Objective-C編寫的程序不能直接編譯成可令機器讀懂的機器語言刀脏，而是在程序運行的時候，通過Runtime把程序轉(zhuǎn)為可令機器讀懂的機器語言超凳。也就是說用C++編寫的程序通過編譯器直接把函數(shù)地址硬編碼進入可執(zhí)行文件愈污；而Objective-C無法通過編譯器直接把函數(shù)地址硬編碼進入可執(zhí)行文件，而是在程序運行的時候轮傍，利用Runtime根據(jù)條件判斷作出決定暂雹。函數(shù)標識與函數(shù)過程的真正內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)可以動態(tài)修改。Runtime是Objective不可缺少的重要一部分创夜。

二 杭跪、Objective-C的元素認知

2.1 id和Class

#if !OBJC_TYPES_DEFINED
/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;

/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};

/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;
#endif

Class是一個指向objc_class結(jié)構(gòu)體的指針，而id是一個指向objc_object結(jié)構(gòu)體的指針驰吓，其中的isa是一個指向objc_class結(jié)構(gòu)體的指針涧尿。其中的id就是我們所說的對象，Class就是我們所說的類檬贰。

objc_class的定義如下：

typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class { 
 Class isa                                 OBJC_ISA_AVAILABILITY; // metaclass
#if !__OBJC2__
 Class super_class                         OBJC2_UNAVAILABLE; // 父類
 const char *name                          OBJC2_UNAVAILABLE; // 類名
 long version                              OBJC2_UNAVAILABLE; // 類的版本信息姑廉，默認為0，可以通過runtime函數(shù)class_setVersion或者class_getVersion進行修改翁涤、讀取
 long info                                 OBJC2_UNAVAILABLE; // 類信息桥言，供運行時期使用的一些位標識萌踱，如CLS_CLASS (0x1L) 表示該類為普通 class，其中包含實例方法和變量;CLS_META (0x2L) 表示該類為 metaclass号阿，其中包含類方法;
 long instance_size                        OBJC2_UNAVAILABLE; // 該類的實例變量大胁⑼摇（包括從父類繼承下來的實例變量）
 struct objc_ivar_list *ivars              OBJC2_UNAVAILABLE; // 該類的成員變量地址列表
 struct objc_method_list **methodLists     OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法地址列表，與 info 的一些標志位有關(guān)扔涧，如CLS_CLASS (0x1L)园担，則存儲實例方法，如CLS_META (0x2L)扰柠，則存儲類方法;
 struct objc_cache *cache                  OBJC2_UNAVAILABLE; // 緩存最近使用的方法地址粉铐，用于提升效率疼约；
 struct objc_protocol_list *protocols      OBJC2_UNAVAILABLE; // 存儲該類聲明遵守的協(xié)議的列表
#endif
}
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */

由以上代碼可見卤档，類與對象的區(qū)別就是類比對象多了很多特征成員，?類也可以當做一個objc_object來對待程剥，也就是說類和對象都是對象劝枣，分別稱作類對象（class object）和實例對象（instance object），這樣我們就可以區(qū)別對象和類了织鲸。

isa：objc_object（實例對象）中isa指針指向的類結(jié)構(gòu)稱為class（也就是該對象所屬的類）其中存放著普通成員變量與動態(tài)方法（“-”開頭的方法）舔腾；此處isa指針指向的類結(jié)構(gòu)稱為metaclass，其中存放著static類型的成員變量與static類型的方法（“+”開頭的方法）搂擦。

super_class： 指向該類的父類的指針稳诚，如果該類是根類（如NSObject或NSProxy），那么super_class就為nil瀑踢。

類與對象的繼承層次關(guān)系如圖（圖片源自網(wǎng)絡(luò)）：

objective-runtime-1.png

objective-runtime-1

所有的metaclass中isa指針都是指向根metaclass扳还，而根metaclass則指向自身。根metaclass是通過繼承根類產(chǎn)生的橱夭，與根class結(jié)構(gòu)體成員一致氨距，不同的是根metaclass的isa指針指向自身。

2.2 SEL

SEL是selector在Objective-C中的表示類型棘劣。selector可以理解為區(qū)別方法的ID俏让。

typedef struct objc_selector *SEL;
objc_selector的定義如下：

struct objc_selector {
    char *name;                       OBJC2_UNAVAILABLE;// 名稱
    char *types;                      OBJC2_UNAVAILABLE;// 類型
};

name和types都是char類型。

2.3 IMP

終于到IMP了茬暇，它在objc.h中得定義如下：

typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);

IMP是“implementation”的縮寫首昔，它是由編譯器生成的一個函數(shù)指針。當你發(fā)起一個消息后（下文介紹）糙俗，這個函數(shù)指針決定了最終執(zhí)行哪段代碼勒奇。

2.4 Method

Method代表類中的某個方法的類型。

typedef struct objc_method *Method;
objc_method的定義如下：

struct objc_method {
    SEL method_name                   OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法名
    char *method_types                OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法類型
    IMP method_imp                    OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法實現(xiàn)
}

方法名method_name類型為SEL臼节，上文提到過撬陵。
方法類型method_types是一個char指針珊皿，存儲著方法的參數(shù)類型和返回值類型。
方法實現(xiàn)method_imp的類型為IMP巨税，上文提到過蟋定。

2.5 Ivar

Ivar代表類中實例變量的類型

typedef struct objc_ivar *Ivar;
objc_ivar的定義如下：

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

2.6 objc_property_t

objc_property_t是屬性，它的定義如下：

typedef struct objc_property *objc_property_t;

objc_property是內(nèi)置的類型草添，與之關(guān)聯(lián)的還有一個objc_property_attribute_t驶兜，它是屬性的attribute，也就是其實是對屬性的詳細描述远寸，包括屬性名稱抄淑、屬性編碼類型、原子類型/非原子類型等驰后。它的定義如下：

typedef struct {
    const char *name; // 名稱
    const char *value;  // 值（通常是空的）
} objc_property_attribute_t;

2.7 Cache

Catch的定義如下：

typedef struct objc_cache *Cache
objc_cache的定義如下：

struct objc_cache {
    unsigned int mask                   OBJC2_UNAVAILABLE;
    unsigned int occupied               OBJC2_UNAVAILABLE;
    Method buckets[1]                   OBJC2_UNAVAILABLE;
};

mask: 指定分配cache buckets的總數(shù)肆资。在方法查找中，Runtime使用這個字段確定數(shù)組的索引位置灶芝。
occupied: 實際占用cache buckets的總數(shù)郑原。
buckets: 指定Method數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指針的數(shù)組。這個數(shù)組可能包含不超過mask+1個元素夜涕。需要注意的是犯犁，指針可能是NULL，表示這個緩存bucket沒有被占用女器，另外被占用的bucket可能是不連續(xù)的酸役。這個數(shù)組可能會隨著時間而增長。
objc_msgSend（下文講解）每調(diào)用一次方法后驾胆，就會把該方法緩存到cache列表中涣澡，下次的時候，就直接優(yōu)先從cache列表中尋找俏拱，如果cache沒有暑塑，才從methodLists中查找方法。

2.8 Catagory

這個就是我們平時所說的類別了锅必，很熟悉吧事格。它可以動態(tài)的為已存在的類添加新的方法。
它的定義如下：

typedef struct objc_category *Category;
objc_category的定義如下：

struct objc_category {
    char *category_name                           OBJC2_UNAVAILABLE; // 類別名稱
    char *class_name                              OBJC2_UNAVAILABLE; // 類名
    struct objc_method_list *instance_methods     OBJC2_UNAVAILABLE; // 實例方法列表
    struct objc_method_list *class_methods        OBJC2_UNAVAILABLE; // 類方法列表
    struct objc_protocol_list *protocols          OBJC2_UNAVAILABLE; // 協(xié)議列表
}

因為是入門搞隐，以上就列舉這些吧驹愚！

三、Objective-C的消息傳遞

3.1 基本消息傳遞

在面向?qū)ο缶幊讨辛痈伲瑢ο笳{(diào)用方法叫做發(fā)送消息逢捺。在編譯時，程序的源代碼就會從對象發(fā)送消息轉(zhuǎn)換成Runtime的objc_msgSend函數(shù)調(diào)用癞季。
例如某實例變量receiver實現(xiàn)某一個方法oneMethod

[receiver oneMethod];

Runtime會將其轉(zhuǎn)成類似這樣的代碼

objc_msgSend(receiver, selector);

具體會轉(zhuǎn)換成什么代碼呢劫瞳？
Runtime會根據(jù)類型自動轉(zhuǎn)換成下列某一個函數(shù)：
objc_msgSend:普通的消息都會通過該函數(shù)發(fā)送
objc_msgSend_stret:消息中有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為返回值（不是簡單值）時倘潜，通過此函數(shù)發(fā)送和接收返回值
objc_msgSendSuper:和objc_msgSend類似，這里把消息發(fā)送給父類的實例
objc_msgSendSuper_stret:和objc_msgSend_stret類似志于，這里把消息發(fā)送給父類的實例并接收返回值
當消息被發(fā)送到實例對象時涮因，是如圖所示處理的（圖片源自網(wǎng)絡(luò)）：

objective-runtime-2.png

objective-runtime-2

objc_msgSend函數(shù)的調(diào)用過程：

第一步：檢測這個selector是不是要忽略的。
第二步：檢測這個target是不是nil對象伺绽。nil對象發(fā)送任何一個消息都會被忽略掉养泡。
第三步：
1.調(diào)用實例方法時，它會首先在自身isa指針指向的類（class）methodLists中查找該方法奈应，如果找不到則會通過class的super_class指針找到父類的類對象結(jié)構(gòu)體澜掩，然后從methodLists中查找該方法，如果仍然找不到杖挣，則繼續(xù)通過super_class向上一級父類結(jié)構(gòu)體中查找肩榕，直至根class；
2.當我們調(diào)用某個某個類方法時程梦，它會首先通過自己的isa指針找到metaclass点把，并從其中methodLists中查找該類方法橘荠，如果找不到則會通過metaclass的super_class指針找到父類的metaclass對象結(jié)構(gòu)體屿附，然后從methodLists中查找該方法，如果仍然找不到哥童，則繼續(xù)通過super_class向上一級父類結(jié)構(gòu)體中查找挺份，直至根metaclass；
第四部：前三部都找不到就會進入動態(tài)方法解析(看下文)贮懈。
3.2 消息動態(tài)解析

動態(tài)解析流程圖（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）：

objective-runtime-6.png

objective-runtime-6
第一步：通過resolveInstanceMethod：方法決定是否動態(tài)添加方法匀泊。如果返回Yes則通過class_addMethod動態(tài)添加方法，消息得到處理朵你，結(jié)束各聘；如果返回No，則進入下一步抡医；
第二步：這步會進入forwardingTargetForSelector:方法躲因，用于指定備選對象響應(yīng)這個selector，不能指定為self忌傻。如果返回某個對象則會調(diào)用對象的方法大脉，結(jié)束。如果返回nil水孩，則進入第三部镰矿；
第三部：這步我們要通過methodSignatureForSelector:方法簽名，如果返回nil俘种，則消息無法處理秤标。如果返回methodSignature绝淡，則進入下一步；
第四部：這步調(diào)用forwardInvocation：方法苍姜，我們可以通過anInvocation對象做很多處理够委，比如修改實現(xiàn)方法，修改響應(yīng)對象等怖现，如果方法調(diào)用成功茁帽，則結(jié)束。如果失敗屈嗤，則進入doesNotRecognizeSelector方法潘拨，若我們沒有實現(xiàn)這個方法，那么就會crash饶号。
到這里大家可能暈乎乎的铁追，下面看實戰(zhàn)篇吧！蒼老師必須讓你懂茫船！

四琅束、?Runtime實戰(zhàn)

4.1 蒼老師問好篇

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

// 自定義一個方法
void sayFunction(id self, SEL _cmd, id some) {
    NSLog(@"%@歲的%@說：%@", object_getIvar(self, class_getInstanceVariable([self class], "_age")),[self valueForKey:@"name"],some);
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        // 動態(tài)創(chuàng)建對象 創(chuàng)建一個Person 繼承自 NSObject類
        Class People = objc_allocateClassPair([NSObject class], "Person", 0);

        // 為該類添加NSString *_name成員變量
        class_addIvar(People, "_name", sizeof(NSString*), log2(sizeof(NSString*)), @encode(NSString*));
        // 為該類添加int _age成員變量
        class_addIvar(People, "_age", sizeof(int), sizeof(int), @encode(int));

        // 注冊方法名為say的方法
        SEL s = sel_registerName("say:");
        // 為該類增加名為say的方法
        class_addMethod(People, s, (IMP)sayFunction, "v@:@");

        // 注冊該類
        objc_registerClassPair(People);

        // 創(chuàng)建一個類的實例
        id peopleInstance = [[People alloc] init];

        // KVC 動態(tài)改變 對象peopleInstance 中的實例變量
        [peopleInstance setValue:@"蒼老師" forKey:@"name"];

        // 從類中獲取成員變量Ivar
        Ivar ageIvar = class_getInstanceVariable(People, "_age");
        // 為peopleInstance的成員變量賦值
        object_setIvar(peopleInstance, ageIvar, @18);

        // 調(diào)用 peopleInstance 對象中的 s 方法選擇器對于的方法
        // objc_msgSend(peopleInstance, s, @"大家好!"); // 這樣寫也可以，請看我博客說明
        ((void (*)(id, SEL, id))objc_msgSend)(peopleInstance, s, @"大家好");

        peopleInstance = nil; //當People類或者它的子類的實例還存在算谈，則不能調(diào)用objc_disposeClassPair這個方法涩禀；因此這里要先銷毀實例對象后才能銷毀類；

        // 銷毀類
        objc_disposeClassPair(People);

    }
    return 0;
}

最后的結(jié)果是：18歲的蒼老師說：大家好然眼！
在使用

objc_msgSend(peopleInstance, s, @"大家好!");

默認會出現(xiàn)以下錯誤：

objc_msgSend()報錯Too many arguments to function call ,expected 0,have3

直接通過objc_msgSend(self, setter, value)是報錯艾船，說參數(shù)過多。
請這樣解決：
Build Setting–> Apple LLVM 7.0 – Preprocessing–> Enable Strict Checking of objc_msgSend Calls 改為 NO
當然你也可以這樣寫(推薦)：

((void (*)(id, SEL, id))objc_msgSend)(peopleInstance, s, @"大家好");
強制轉(zhuǎn)換objc_msgSend函數(shù)類型為帶三個參數(shù)且返回值為void函數(shù)高每，然后才能傳三個參數(shù)屿岂。
此實戰(zhàn)內(nèi)容是，動態(tài)創(chuàng)建一個類鲸匿，并創(chuàng)建成員變量和方法爷怀，最后賦值成員變量并發(fā)送消息。其中成員變量的賦值使用了KVC和object_setIvar函數(shù)兩種方式带欢，這些東西大家舉一反三就可以了运授。

4.2 蒼老師的特征篇

People.h文件

@interface People : NSObject
{
    NSString *_occupation;
    NSString *_nationality;
}

@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic) NSUInteger age;

- (NSDictionary *)allProperties;
- (NSDictionary *)allIvars;
- (NSDictionary *)allMethods;

@end
People.m文件

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

@implementation People

- (NSDictionary *)allProperties
{
    unsigned int count = 0;

    // 獲取類的所有屬性，如果沒有屬性count就為0
    objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([self class], &count);
    NSMutableDictionary *resultDict = [@{} mutableCopy];

    for (NSUInteger i = 0; i < count; i ++) {

        // 獲取屬性的名稱和值
        const char *propertyName = property_getName(properties[i]);
        NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:propertyName];
        id propertyValue = [self valueForKey:name];

        if (propertyValue) {
            resultDict[name] = propertyValue;
        } else {
            resultDict[name] = @"字典的key對應(yīng)的value不能為nil哦洪囤！";
        }
    }

    // 這里properties是一個數(shù)組指針徒坡，我們需要使用free函數(shù)來釋放內(nèi)存。
    free(properties);

    return resultDict;
}

- (NSDictionary *)allIvars
{
    unsigned int count = 0;

    NSMutableDictionary *resultDict = [@{} mutableCopy];

    Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count);

    for (NSUInteger i = 0; i < count; i ++) {

        const char *varName = ivar_getName(ivars[i]);
        NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:varName];
        id varValue = [self valueForKey:name];

        if (varValue) {
            resultDict[name] = varValue;
        } else {
            resultDict[name] = @"字典的key對應(yīng)的value不能為nil哦瘤缩！";
        }

    }

    free(ivars);

    return resultDict;
}

- (NSDictionary *)allMethods
{
    unsigned int count = 0;

    NSMutableDictionary *resultDict = [@{} mutableCopy];

    // 獲取類的所有方法喇完，如果沒有方法count就為0
    Method *methods = class_copyMethodList([self class], &count);

    for (NSUInteger i = 0; i < count; i ++) {

        // 獲取方法名稱
        SEL methodSEL = method_getName(methods[i]);
        const char *methodName = sel_getName(methodSEL);
        NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:methodName];

        // 獲取方法的參數(shù)列表
        int arguments = method_getNumberOfArguments(methods[i]);

        resultDict[name] = @(arguments-2);
    }

    free(methods);

    return resultDict;
}

@end
在main.m中運行以下代碼

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        People *cangTeacher = [[People alloc] init];
        cangTeacher.name = @"蒼井空";
        cangTeacher.age = 18;
        [cangTeacher setValue:@"老師" forKey:@"occupation"];

        NSDictionary *propertyResultDic = [cangTeacher allProperties];
        for (NSString *propertyName in propertyResultDic.allKeys) {
            NSLog(@"propertyName:%@, propertyValue:%@",propertyName, propertyResultDic[propertyName]);
        }

        NSDictionary *ivarResultDic = [cangTeacher allIvars];
        for (NSString *ivarName in ivarResultDic.allKeys) {
            NSLog(@"ivarName:%@, ivarValue:%@",ivarName, ivarResultDic[ivarName]);
        }

        NSDictionary *methodResultDic = [cangTeacher allMethods];
        for (NSString *methodName in methodResultDic.allKeys) {
            NSLog(@"methodName:%@, argumentsCount:%@", methodName, methodResultDic[methodName]);
        }

    }
    return 0;
}
最后的輸出結(jié)果如下：

objective-runtime-3

是不是有點失望，我沒有加一些特殊的技能剥啤，留給下文了锦溪。此實戰(zhàn)內(nèi)容是通過蒼老師的一些特征學(xué)習(xí)：如何獲取對象所有的屬性名稱和屬性值不脯、獲取對象所有成員變量名稱和變量值、獲取對象所有的方法名和方法參數(shù)數(shù)量刻诊。

4.3 蒼老師增加新技能篇

要通過Category和Associated Objects增加技能了防楷，快看！
創(chuàng)建People+Associated.h文件如下：

#import "People.h"

typedef void (^CodingCallBack)();

@interface People (Associated)

@property (nonatomic, strong) NSNumber *associatedBust; // 胸圍
@property (nonatomic, copy) CodingCallBack associatedCallBack;  // 寫代碼

@end
People+Associated.m如下:

#import "People+Associated.h"

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

@implementation People (Associated)

- (void)setAssociatedBust:(NSNumber *)bust
{
    // 設(shè)置關(guān)聯(lián)對象
    objc_setAssociatedObject(self, @selector(associatedBust), bust, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
- (NSNumber *)associatedBust
{
    // 得到關(guān)聯(lián)對象
    return objc_getAssociatedObject(self, @selector(associatedBust));
}

- (void)setAssociatedCallBack:(CodingCallBack)callback {
    objc_setAssociatedObject(self, @selector(associatedCallBack), callback, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}

- (CodingCallBack)associatedCallBack {
    return objc_getAssociatedObject(self, @selector(associatedCallBack));
}

@end
在main.m中運行以下代碼

#import "People.h"
#import "People+Associated.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        People *cangTeacher = [[People alloc] init];
        cangTeacher.name = @"蒼井空";
        cangTeacher.age = 18;
        [cangTeacher setValue:@"老師" forKey:@"occupation"];
        cangTeacher.associatedBust = @(90);
        cangTeacher.associatedCallBack = ^(){

            NSLog(@"蒼老師要寫代碼了则涯！");

        };
        cangTeacher.associatedCallBack();

        NSDictionary *propertyResultDic = [cangTeacher allProperties];
        for (NSString *propertyName in propertyResultDic.allKeys) {
            NSLog(@"propertyName:%@, propertyValue:%@",propertyName, propertyResultDic[propertyName]);
        }

        NSDictionary *methodResultDic = [cangTeacher allMethods];
        for (NSString *methodName in methodResultDic.allKeys) {
            NSLog(@"methodName:%@, argumentsCount:%@", methodName, methodResultDic[methodName]);
        }

    }
    return 0;
}
這次運行結(jié)果多出了一個associatedBust（胸圍）和一個associatedCallBack（寫代碼）屬性复局。

如圖：

objective-runtime-4.png

objective-runtime-4

我們成功的給蒼老師添加個一個胸圍的屬性和一個寫代碼的回調(diào)，但是添加屬性沒有什么意義粟判，我們平時在開發(fā)過成功中用的比較多的就是添加回調(diào)了亿昏。

4.4 蒼老師的資料歸檔篇

蒼老師的資料總要整理一下吧！
創(chuàng)建People.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface People : NSObject <NSCoding>

@property (nonatomic, copy) NSString *name; // 姓名
@property (nonatomic, strong) NSNumber *age; // 年齡
@property (nonatomic, copy) NSString *occupation; // 職業(yè)
@property (nonatomic, copy) NSString *nationality; // 國籍

@end
People.m

#import "People.h"

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

@implementation People

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
    unsigned int count = 0;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList([People class], &count);
    for (NSUInteger i = 0; i < count; i ++) {
        Ivar ivar = ivars[i];
        const char *name = ivar_getName(ivar);
        NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
        id value = [self valueForKey:key];
        [aCoder encodeObject:value forKey:key];
    }
    free(ivars);
}

- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
    self = [super init];
    if (self) {
        unsigned int count = 0;
        Ivar *ivars = class_copyIvarList([People class], &count);
        for (NSUInteger i = 0; i < count; i ++) {
            Ivar ivar = ivars[i];
            const char *name = ivar_getName(ivar);
            NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
            id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key];
            [self setValue:value forKey:key];
        }
        free(ivars);
    }
    return self;
}

@end

4.5 蒼老師的資料轉(zhuǎn)換篇

服務(wù)器返回了大量蒼老師的數(shù)據(jù)档礁，手機端這邊接收后如何去轉(zhuǎn)換呢角钩？當然是要將JSON轉(zhuǎn)換為Model啦！
相信平時你們的項目中也用到過這些三方庫呻澜，下面我們?nèi)チ私庀聄untime實現(xiàn)JSON和Model互轉(zhuǎn)递礼。

創(chuàng)建People.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface People : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *name; // 姓名
@property (nonatomic, strong) NSNumber *age; // 年齡
@property (nonatomic, copy) NSString *occupation; // 職業(yè)
@property (nonatomic, copy) NSString *nationality; // 國籍

// 生成model
- (instancetype)initWithDictionary:(NSDictionary *)dictionary;

// 轉(zhuǎn)換成字典
- (NSDictionary *)covertToDictionary;

@end
People.m的代碼如下：

#import "People.h"

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

@implementation People

- (instancetype)initWithDictionary:(NSDictionary *)dictionary
{
    self = [super init];

    if (self) {
        for (NSString *key in dictionary.allKeys) {
            id value = dictionary[key];

            SEL setter = [self propertySetterByKey:key];
            if (setter) {
                // 這里還可以使用NSInvocation或者method_invoke，不再繼續(xù)深究了羹幸，有興趣google脊髓。
                ((void (*)(id, SEL, id))objc_msgSend)(self, setter, value);
            }
        }
    }
    return self;
}

- (NSDictionary *)covertToDictionary
{
    unsigned int count = 0;
    objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([self class], &count);

    if (count != 0) {
        NSMutableDictionary *resultDict = [@{} mutableCopy];

        for (NSUInteger i = 0; i < count; i ++) {
            const void *propertyName = property_getName(properties[i]);
            NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:propertyName];

            SEL getter = [self propertyGetterByKey:name];
            if (getter) {
                id value = ((id (*)(id, SEL))objc_msgSend)(self, getter);
                if (value) {
                    resultDict[name] = value;
                } else {
                    resultDict[name] = @"字典的key對應(yīng)的value不能為nil哦！";
                }

            }
        }

        free(properties);

        return resultDict;
    }

    free(properties);

    return nil;
}

#pragma mark - private methods

// 生成setter方法
- (SEL)propertySetterByKey:(NSString *)key
{
    // 首字母大寫睹欲，你懂得
    NSString *propertySetterName = [NSString stringWithFormat:@"set%@:", key.capitalizedString];

    SEL setter = NSSelectorFromString(propertySetterName);
    if ([self respondsToSelector:setter]) {
        return setter;
    }
    return nil;
}

// 生成getter方法
- (SEL)propertyGetterByKey:(NSString *)key
{
    SEL getter = NSSelectorFromString(key);
    if ([self respondsToSelector:getter]) {
        return getter;
    }
    return nil;
}

@end
main.m中運行以下代碼：

#import <Foundation/Foundation.h>

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

#import "People.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        NSDictionary *dict = @{
                               @"name" : @"蒼井空",
                               @"age"  : @18,
                               @"occupation" : @"老師",
                               @"nationality" : @"日本"
                               };

        // 字典轉(zhuǎn)模型
        People *cangTeacher = [[People alloc] initWithDictionary:dict];
        NSLog(@"熱烈歡迎供炼，從%@遠道而來的%@歲的%@%@",cangTeacher.nationality,cangTeacher.age,cangTeacher.name,cangTeacher.occupation);

        // 模型轉(zhuǎn)字典
        NSDictionary *covertedDict = [cangTeacher covertToDictionary];
        NSLog(@"%@",covertedDict);

    }
    return 0;
}

objective-runtime-5

相信通過前面的學(xué)習(xí)，這些代碼不用寫過多的注釋你也可以看懂了窘疮，我把假設(shè)是網(wǎng)絡(luò)返回的蒼老師的資料轉(zhuǎn)化為了model，然后又將model轉(zhuǎn)回字典冀墨。這是一個JSON轉(zhuǎn)Model相互轉(zhuǎn)換的一個思路闸衫，大家稍后運行Demo細細品味。

4.6 蒼老師的唱歌篇

這個實例主要是驗證一下上文《5.2 消息動態(tài)解析》

第一首：

添加sing實例方法诽嘉，但是不提供方法的實現(xiàn)蔚出。驗證當找不到方法的實現(xiàn)時，動態(tài)添加方法虫腋。
創(chuàng)建People.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface People : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *name;

- (void)sing;

@end

創(chuàng)建People.m

#import "People.h"

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

@implementation People

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    // 我們沒有給People類聲明sing方法骄酗，我們這里動態(tài)添加方法
    if ([NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"sing"]) {
        class_addMethod(self, sel, (IMP)otherSing, "v@:");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

void otherSing(id self, SEL cmd)
{
    NSLog(@"%@ 唱歌啦！",((People *)self).name);
}

在main.m中運行以下代碼：

#import <Foundation/Foundation.h>

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

#import "People.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        People *cangTeacher = [[People alloc] init];
        cangTeacher.name = @"蒼老師";
        [cangTeacher sing];

    }
    return 0;
}

objective-runtime-7

我們沒有提供蒼老師唱歌的方法實現(xiàn)悦冀，因此在調(diào)用此方法的時候趋翻，會調(diào)用resolveInstanceMethod方法，我們動態(tài)添加了方法盒蟆。我們也可以返回No踏烙，繼續(xù)向下傳遞师骗。（此處請返回《5.2 消息動態(tài)解析》第一步品味下）

第二首

外面的小鳥在唱歌，但是蒼老師的歌聲蓋過了小鳥讨惩，我們只能聽到蒼老師唱歌了辟癌。
這里我們不聲明sing方法，將調(diào)用途中動態(tài)更換調(diào)用對象荐捻。
在第一首代碼的基礎(chǔ)上黍少，創(chuàng)建Bird的model
Bird.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Bird : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *name;

@end
Bird.m

#import "Bird.h"
#import "People.h"

@implementation Bird

// 第一步：我們不動態(tài)添加方法，返回NO处面，進入第二步仍侥；
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    return NO;
}

// 第二部：我們不指定備選對象響應(yīng)aSelector，進入第三步鸳君；
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
    return nil;
}

// 第三步：返回方法選擇器农渊，然后進入第四部；
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector 
{
    if ([NSStringFromSelector(aSelector) isEqualToString:@"sing"]) {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }

    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

// 第四部：這步我們修改調(diào)用對象
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation 
{
    // 我們改變調(diào)用對象為People
    People *cangTeacher = [[People alloc] init];
    cangTeacher.name = @"蒼老師";
    [anInvocation invokeWithTarget:cangTeacher];
}

@end
main.m運行代碼如下：

#import <Foundation/Foundation.h>

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

#import "People.h"
#import "Bird.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        Bird *bird = [[Bird alloc] init];
        bird.name = @"小小鳥";

        ((void (*)(id, SEL))objc_msgSend)((id)bird, @selector(sing));
    }
    return 0;
}

objective-runtime-8

成功更換了對象或颊，把對象更換為蒼老師了砸紊。（此處請返回《5.2 消息動態(tài)解析》品味）

第三首

蒼老師不想唱歌想跳舞了。
這里我是實現(xiàn)不提供聲明囱挑，不修改調(diào)用對象醉顽，但是將sing方法修改為dance方法。
創(chuàng)建People.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface People : NSObject

@end
People.m

#import "People.h"

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

@implementation People

// 第一步：我們不動態(tài)添加方法平挑，返回NO游添，進入第二步；
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    return NO;
}

// 第二部：我們不指定備選對象響應(yīng)aSelector通熄，進入第三步唆涝；
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
    return nil;
}

// 第三步：返回方法選擇器，然后進入第四部唇辨；
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
    if ([NSStringFromSelector(aSelector) isEqualToString:@"sing"]) {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }

    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

// 第四部：這步我們修改調(diào)用方法
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
    [anInvocation setSelector:@selector(dance)];
    // 這還要指定是哪個對象的方法
    [anInvocation invokeWithTarget:self];
}

// 若forwardInvocation沒有實現(xiàn)廊酣，則會調(diào)用此方法
- (void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector
{
    NSLog(@"消息無法處理：%@", NSStringFromSelector(aSelector));
}

- (void)dance
{
    NSLog(@"跳舞！Ｉ兔丁亡驰！come on！");
}

@end
在main.m中運行如下代碼：

#import <Foundation/Foundation.h>

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

#import "People.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        People *cangTeacher = [[People alloc] init];

        ((void(*)(id, SEL)) objc_msgSend)((id)cangTeacher, @selector(sing));

    }
    return 0;
}

objective-runtime-9

成功更換了方法饿幅，蒼老師由唱歌改為跳舞了（此處請返回《5.2 消息動態(tài)解析》品味）
消息轉(zhuǎn)發(fā)與method swizzleDemo
轉(zhuǎn)載自:Objective-C Runtime 1小時入門教程