iOS-Runtime原理及使用

一.Runtime原理

1.Runtime簡稱運(yùn)行時(shí).OC就是運(yùn)行時(shí)機(jī)制,(就是系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候的一些機(jī)制)其中最主要的是消息機(jī)制.對(duì)于C語言摘投，函數(shù)的調(diào)用在編譯的時(shí)候會(huì)決定調(diào)用哪個(gè)函數(shù).對(duì)于OC的函數(shù),屬于動(dòng)態(tài)調(diào)用過程,在編譯的時(shí)候并不能決定真正調(diào)用哪個(gè)函數(shù),只有在真正運(yùn)行的時(shí)候才會(huì)根據(jù)函數(shù)的名稱找到對(duì)應(yīng)的函數(shù)來調(diào)用.

2.它是一個(gè)主要使用C和匯編寫的庫,為C添加了面相對(duì)象的能力并創(chuàng)造了Objective-C.這就是說它在類信息(Class information)中被加載逞力，完成所有的方法分發(fā),方法轉(zhuǎn)發(fā),等等.Objective-C runtime 創(chuàng)建了所有需要的結(jié)構(gòu)體,讓Objective-C 的面相對(duì)象編程變?yōu)榭赡?

3.是一套比較底層的純C語言API,屬于1個(gè)C語言庫, 包含了很多底層的C語言API.在我們平時(shí)編寫的OC代碼中,程序運(yùn)行過程時(shí),其實(shí)最終都是轉(zhuǎn)成了runtime的C語言代碼,runtime算是OC的幕后工作者.

4.因?yàn)镺bjc是一門動(dòng)態(tài)語言,所以它總是想辦法把一些決定工作從編譯連接推遲到運(yùn)行時(shí).也就是說只有編譯器是不夠的,還需要一個(gè)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)(runtime system)來執(zhí)行編譯后的代碼.這就是 Objective-C Runtime 系統(tǒng)存在的意義,它是整個(gè)Objc運(yùn)行框架的一塊基石.

5.Mac和iPhone開發(fā)者關(guān)心的有兩個(gè)runtime:Modern Runtime(現(xiàn)代的 Runtime)和 Legacy Runtime(過時(shí)的Runtime).Modern Runtime:覆蓋所有 64 位的 Mac OS X 應(yīng)用和所有 iPhone OS 的應(yīng)用.Legacy Runtime:覆蓋其他的所有應(yīng)用（所有32位的 Mac OS X 應(yīng)用)Method有2種基本類型的方法.Instance Method(實(shí)例方法).Class Method(類方法)

二.Runtime相關(guān)的頭文件

sr/include/objc中的頭文件

runtime.png

三.Runtime使用

runtime-use.png

Person.h

#import <Foundation/Foundation.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface Person : NSObject{
    @private
    float _height;
}
@property(nonatomic,copy)NSString *name;
@property(nonatomic,assign)int age;
@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

Person.m

#import "Person.h"
#import <objc/runtime.h>
const char* propertiesKey = "propertiesKey";
@implementation Person
/**
 應(yīng)用2:NSCoding歸檔和解檔
 獲取屬性\成員列表另外一個(gè)重要的應(yīng)用就是進(jìn)行歸檔和解檔凭语，其原理和上面的kvc基本上一樣涧黄，這里只是展示一些代碼：
 */
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
    unsigned int count = 0;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList(self.class, &count);
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        const char *cname = ivar_getName(ivars[I]);
        NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:cname];
        NSString *key = [name substringFromIndex:1];
        
        id value = [self valueForKey:key]; // 取出key對(duì)應(yīng)的value
        [aCoder encodeObject:value forKey:key]; // 編碼
    }
}
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
    if (self = [super init]) {
        unsigned int count = 0;
        Ivar *ivars = class_copyIvarList(self.class, &count);
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            const char *cname = ivar_getName(ivars[I]);
            NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:cname];
            NSString *key = [name substringFromIndex:1];
            
            id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key]; // 解碼
            [self setValue:value forKey:key]; // 設(shè)置key對(duì)應(yīng)的value
        }
    }
    return self;
}

/**
 3_3.類\對(duì)象的關(guān)聯(lián)對(duì)象
 關(guān)聯(lián)對(duì)象不是為類\對(duì)象添加屬性或者成員變量(因?yàn)樵谠O(shè)置關(guān)聯(lián)后也無法通過ivarList或者propertyList取得) 抄肖，而是為類添加一個(gè)相關(guān)的對(duì)象斯棒，通常用于存儲(chǔ)類信息没龙，例如存儲(chǔ)類的屬性列表數(shù)組链韭，為將來字典轉(zhuǎn)模型的方便排霉。 例如窍株，將屬性的名稱存到數(shù)組中設(shè)置關(guān)聯(lián)
 */
-(void)ws_relevanceObjAction{
    const char *propertiesKey = "propertiesKey";
    unsigned int count = 0;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList([Person class], &count);
    NSMutableArray *arrayM = [NSMutableArray arrayWithCapacity:count];
    for (int i = 0; i < count; i++) {
//        Ivar pty = ivars[I];
//        printf("ivar===%p\n",pty);
        const char *cname = ivar_getName(ivars[I]);
        NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:cname];
        NSString *key = [name substringFromIndex:1]; // 去掉_
        [arrayM addObject:key];
    }
    free(ivars);
    objc_setAssociatedObject(self, propertiesKey, arrayM, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
    NSLog(@"%@", arrayM);//(age,height,name)
    //objc_setAssociatedObject方法的參數(shù)解釋:
    //第一個(gè)參數(shù)id object, 當(dāng)前對(duì)象
    //第二個(gè)參數(shù)const void *key, 關(guān)聯(lián)的key，可以是任意類型
    //第三個(gè)參數(shù)id value, 被關(guān)聯(lián)的對(duì)象
    //第四個(gè)參數(shù)objc_AssociationPolicy policy關(guān)聯(lián)引用的規(guī)則，取值有以下幾種：
//    enum {
//       OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0,
//       OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1,
//       OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3,
//       OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401,
//       OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403
//    };
    
    //如果想要獲取已經(jīng)關(guān)聯(lián)的對(duì)象球订，通過key取得即可
//    NSArray *pList = objc_getAssociatedObject(Person, propertiesKey);
}
#pragma mark 封裝可以將以上兩種操作封裝起來,為Person類增加一個(gè)properties類方法,封裝上面的操作后裸，用于方便獲取類的屬性列表。
+ (NSArray *)properties {
    // 如果已經(jīng)關(guān)聯(lián)了冒滩，就依據(jù)key取出被關(guān)聯(lián)的對(duì)象并返回
    NSArray *pList = objc_getAssociatedObject(self, propertiesKey);
    if (pList != nil) {
        return pList;
    }
    // 如果沒有關(guān)聯(lián)微驶，則設(shè)置關(guān)聯(lián)對(duì)象，并將對(duì)象返回
    unsigned int count = 0;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count);
    
    NSMutableArray *arrayM = [NSMutableArray arrayWithCapacity:count];
    
    for (unsigned int i = 0; i < count; ++i) {
//        Ivar pty = ivars[I];
        const char *cname = ivar_getName(ivars[I]);
        NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:cname];
        NSString *key = [name substringFromIndex:1];
        [arrayM addObject:key];
    }
    free(ivars);
    objc_setAssociatedObject(self, propertiesKey, arrayM, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
    return arrayM.copy;
}

/**
 resolve [ri'z?lv] vt. 決定开睡；溶解因苹；使……分解；決心要做……篇恒；[主化]解析 vi. 解決扶檐；決心；分解 n. 堅(jiān)決胁艰；決定要做的事
 
 3_4.動(dòng)態(tài)添加方法款筑，攔截未實(shí)現(xiàn)的方法 移步Person
 每個(gè)類都有一下兩個(gè)類方法(來自NSObject)
 + (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel
 + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
 以上兩個(gè)一個(gè)使用于類方法，一個(gè)適用于對(duì)象方法腾么。在代碼中調(diào)用沒有實(shí)現(xiàn)的方法時(shí)奈梳，也就是sel標(biāo)識(shí)的方法沒有實(shí)現(xiàn) 都會(huì)現(xiàn)調(diào)用這兩個(gè)方法中的一個(gè)(如果是類方法就調(diào)用第一個(gè)，如果是對(duì)象方法就調(diào)用第二個(gè))攔截哮翘。 通常的做法是在resolve的內(nèi)部指定sel對(duì)應(yīng)的IMP颈嚼，從而完成方法的動(dòng)態(tài)創(chuàng)建和調(diào)用兩個(gè)過程，也可以不指定IMP打印錯(cuò)誤信息后直接返回饭寺。
 假如在Person類中沒有-sayHi這個(gè)方法阻课，如果對(duì)象p使用[p performSelector:@selector(sayHi) withObject:nil];那么就會(huì)必須經(jīng)過Person類的resolveInstanceMethod:(SEL)sel方法，在這里為-sayHi指定實(shí)現(xiàn)艰匙。
 */
void abc(id self, SEL _cmd){
    NSLog(@"%@說了hello", [self name]);
}

//動(dòng)態(tài)添加方法：在resolve中添加相應(yīng)的方法限煞，注意是類方法還是對(duì)象方法。
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    if ([NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"sayHi"]) {
        class_addMethod(self,sel,abc,"v@:"); //為sel指定實(shí)現(xiàn)為abc
//        [self performSelector:@selector(ws_testAction)];
//        [[[Person alloc] init] performSelector:@selector(ws_testAction)];
    }
    return YES;
}


-(void)ws_testAction{
    NSLog(@"ws_testAction");
}

-(NSString *)description{
    return [NSString stringWithFormat:@"{ name=%@, age=%d, height=%f }",self.name,self.age,self->_height];
}
@end

先導(dǎo)入頭文件

#import "RuntimeViewController.h"
#import "Person+Runtime.h"
#import "Person.h"
#import <objc/message.h>//包含消息機(jī)制
#import <objc/runtime.h>//包含對(duì)類员凝、成員變量署驻、屬性、方法的操作
@interface RuntimeViewController ()
@end
@implementation RuntimeViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    [self setTitle:@"runTime"];//動(dòng)態(tài)添加屬性,修改屬性值(類別"Person+Runtime.h")
    [self exchangeAttribute];//
//    [self performSelector:@selector(likePlay)];
    objc_msgSend(self,@selector(likePlay));// 動(dòng)態(tài)調(diào)用方法(在 LLVM 6.0 中增加了一個(gè) OBJC_OLD_DISPATCH_PROTOTYPES健霹，默認(rèn)配置在 Apple LLVM 6.0 - Preprocessing 中的 Enable Strict Checking of objc_msgSend Calls 中為Yes 改成NO;)
    [self getAttribute];// 利用runtime遍歷一個(gè)類的全部成員變量
    [self controlVariables];// 動(dòng)態(tài)控制變量
    [self addMethod];//動(dòng)態(tài)添加方法
    [self exchangeMethod];//動(dòng)態(tài)交換方法實(shí)現(xiàn)
}

1.動(dòng)態(tài)為Category擴(kuò)展加屬性

Person+Runtime.h

#import "Person.h"

@interface Person (Runtime)
@property(nonatomic,copy)NSString *height;// 身高
-(void)setHeight:(NSString *)height;
-(NSString *)height;
-(NSString *)addStr1:(NSString *)str1 str2:(NSString *)str2;
@end

Person+Runtime.m

#import "Person+Runtime.h"
#import <objc/message.h>//包含消息機(jī)制
#import <objc/runtime.h>//包含對(duì)類旺上、成員變量、屬性糖埋、方法的操作
@implementation Person (Runtime)
static char * heightKey = "heightKey";
-(void)setHeight:(NSString *)height{
     objc_setAssociatedObject(self, heightKey, height, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}
-(NSString *)height{
     return objc_getAssociatedObject(self, heightKey);
}
-(NSString *)addStr1:(NSString *)str1 str2:(NSString *)str2{
    
    return [str1 stringByAppendingString:str2];
}
@end

方法實(shí)現(xiàn)

-(void)exchangeAttribute{
    Person *p = [[Person alloc]init];
    p.height = @"178";
    NSLog(@"身高==%@",p.height);
}

打印結(jié)果

2016-10-24 10:45:09.003 WsBlog[11181:4616582] 身高==178

2.動(dòng)態(tài)控制變量

-(void)controlVariables{
    Person * p = [Person new];
    p.name = @"wym";
    NSLog(@"%@",[p name]);
    unsigned int count;
    //Ivar表示類中的實(shí)例變量宣吱。Ivar其實(shí)就是一個(gè)指向objc_ivar結(jié)構(gòu)體指針，它包含了變量名(ivar_name)瞳别、變量類型(ivar_type)等信息征候。
    Ivar *ivar = class_copyIvarList([Person class], &count);
    for (int i = 0; i < count; i ++) {
        Ivar var = ivar[I];
        const char *varName = ivar_getName(var);
        NSString *name = [NSString stringWithCString:varName encoding:NSUTF8StringEncoding];
        if ([name isEqualToString:@"_name"]) {
            object_setIvar(p, var, @"ws");
            break;
        }
    }
    NSLog(@"%@",p.name);
}

打印結(jié)果

2016-10-24 10:45:09.004 WsBlog[11181:4616582] wym
2016-10-24 10:45:09.004 WsBlog[11181:4616582] ws

3.利用runtime動(dòng)態(tài)遍歷一個(gè)類的全部成員變量

-(void)getAttribute{
    //1.導(dǎo)入頭文件 <objc/runtime.h>
    unsigned int count = 0;
    //獲取指向該類所有屬性的指針
    objc_property_t *propeprties = class_copyPropertyList([Person class], &count);
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        //獲得
        objc_property_t property = propeprties[I];
        //根據(jù)objc_property_t 獲取所有屬性的名稱--->C語言的字符串
        const char *name = property_getName(property);
        NSString *attributeName = [NSString stringWithUTF8String:name];
        NSLog(@"%d-----%@",i,attributeName);
    }
}

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2016-10-24 10:45:09.003 WsBlog[11181:4616582] 0-----height
2016-10-24 10:45:09.003 WsBlog[11181:4616582] 1-----name
2016-10-24 10:45:09.004 WsBlog[11181:4616582] 2-----gender
2016-10-24 10:45:09.004 WsBlog[11181:4616582] 3-----age

4.動(dòng)態(tài)添加方法

void goHome(id self, SEL _cmd){
    NSLog(@"回家");
}

- (void)addMethod
{
    Person *p = [Person new];
    p.name = @"ET";
    
    class_addMethod([Person class], @selector(shise), (IMP)goHome, "v@:");
    
    [p performSelector:@selector(shise) withObject:nil];
}

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2016-10-24 10:45:09.004 WsBlog[11181:4616582] 回家

5.動(dòng)態(tài)交換方法實(shí)現(xiàn)

-(void)exchangeMethod{
    Person *p = [[Person alloc]init];
    p.name = @"ET";
    [p eat];
    [p play];
    // 實(shí)現(xiàn)方法交換
    Method m1 = class_getInstanceMethod([Person class], @selector(eat));
    Method m2 = class_getInstanceMethod([Person class], @selector(play));
    method_exchangeImplementations(m1, m2);
    [p eat];
    [p play];
}

打印結(jié)果

2016-10-24 10:45:09.004 WsBlog[11181:4616582] ET玩
2016-10-24 10:45:09.005 WsBlog[11181:4616582] ET吃飯
2016-10-24 10:45:09.008 WsBlog[11181:4616582] ET吃飯
2016-10-24 10:45:09.008 WsBlog[11181:4616582] ET玩

6.動(dòng)態(tài)調(diào)取方法

-(void)likePlay{
    NSLog(@"喜歡玩");
}

打印結(jié)果

2016-10-24 10:45:09.003 WsBlog[11181:4616582] 喜歡玩

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最后編輯于：2021.05.28 16:44:26

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iOS-Runtime原理及使用

一.Runtime原理

二.Runtime相關(guān)的頭文件

sr/include/objc中的頭文件

三.Runtime使用

Person.h

Person.m

先導(dǎo)入頭文件

1.動(dòng)態(tài)為Category擴(kuò)展加屬性

Person+Runtime.h

Person+Runtime.m

方法實(shí)現(xiàn)

打印結(jié)果

2.動(dòng)態(tài)控制變量

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3.利用runtime動(dòng)態(tài)遍歷一個(gè)類的全部成員變量

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4.動(dòng)態(tài)添加方法

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5.動(dòng)態(tài)交換方法實(shí)現(xiàn)

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6.動(dòng)態(tài)調(diào)取方法

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