iOS development Mark：RunTime

轉(zhuǎn)載自CocoaChina

原網(wǎng)站：http://www.cocoachina.com/ios/20141008/9844.html

理解 Objective-C Runtime

當人們初學(xué) Cocoa/Objective-C 時吏颖，Objective-C Runtime 是被忽略的特性之一。原因是 Objective-C（這門語言）很容易在幾小時內(nèi)就熟悉酿秸，新學(xué) Cocoa 的人花費他們大部分的時間學(xué)習(xí) Cocoa 框架和適應(yīng)它是如何工作的臀晃。然而每個人至少應(yīng)該知道一些 runtime 的工作細節(jié)，需要比知道編譯器會把 [target doMethodWith:var1]; 轉(zhuǎn)換為 objc_msgSend(target,@selector(doMethodWith:),var1); 更深入一些。知道 Objective-C 正在做的會讓你更深入的理解 Objective-C 和你正在運行的 app难咕。我認為 Mac/iPhone 的開發(fā)者不管你現(xiàn)在是什么水平，都會有收獲的距辆。

Objective-C Runtime 是開源的

Objective-C 是開源的余佃，任何時候你都能從 http://opensource.apple.com. 獲取。事實上查看 Objective-C 源碼是我理解它是如何工作的第一種方式跨算，在這個問題上要比讀蘋果的文檔要好爆土。你可以下載適合 Mac OS X 10.6.2 的 objc4-437.1.tar.gz。（譯注：最新objc4-551.1.tar.gz）

動態(tài) vs 靜態(tài)語言

Objective-C 是面相運行時的語言（runtime oriented language）漂彤，就是說它會盡可能的把編譯和鏈接時要執(zhí)行的邏輯延遲到運行時雾消。這就給了你很大的靈活性，你可以按需要把消息重定向給合適的對象挫望，你甚 至可以交換方法的實現(xiàn)，等等（譯注：在 Objective-C 中調(diào)用一個對象的方法可以看成向一個對象發(fā)送消息, Method Swizzling 具體實現(xiàn)可以參看 jrswizzle）狂窑。這就需要使用 runtime媳板，runtime 可以做對象自省查看他們正在做的和不能做的（don't respond to）并且合適的分發(fā)消息（譯注：感興趣的同學(xué)可以查看 NSObject 類的 – forwardingTargetForSelector: 和 – forwardInvocation: 方法。P.S. 不是 NSObject 協(xié)議泉哈！ ）蛉幸。如果我們和 C 這樣的語言對比。在 C 里丛晦，你從 main() 方法開始寫然后就是從上到下的寫邏輯了并按你寫代碼的順序執(zhí)行程序奕纫。一個 C 的結(jié)構(gòu)體不能轉(zhuǎn)發(fā)函數(shù)執(zhí)行請求到其他的目標上（other targets）。很可能你的程序是這樣的：

#include 

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

{        

    printf("Hello World!");

    return 0;

}

編譯器解析烫沙，優(yōu)化然后把優(yōu)化后的代碼轉(zhuǎn)成匯編：

.text

 .align 4,0x90

 .globl _main

_main:

Leh_func_begin1:

 pushq %rbp

Llabel1:

 movq %rsp, %rbp

Llabel2:

 subq $16, %rsp

Llabel3:

 movq %rsi, %rax

 movl %edi, %ecx 

 movl %ecx, -8(%rbp)

 movq %rax, -16(%rbp) 

 xorb %al, %al 

 leaq LC(%rip), %rcx 

 movq %rcx, %rdi 

 call _printf 

 movl $0, -4(%rbp) 

 movl -4(%rbp), %eax 

 addq $16, %rsp 

 popq %rbp 

 ret

Leh_func_end1: 

 .cstring

LC: 

 .asciz "Hello World!"

然后鏈接庫并生成可執(zhí)行程序（譯注：如果你對 C 的編譯鏈接過程還不熟悉可以參看 Deep C and C++）匹层。要和 Objective-C 對比的話，處理過程很相似锌蓄，生成的代碼依賴于是否有 Objective-C Runtime 庫升筏。當剛學(xué) Objective-C 時撑柔，我們最先了解的(最簡單的那種)是 Objective-C 中用括號包起來的代碼像這樣…

[self doSomethingWithVar:var1];

被轉(zhuǎn)換為…

objc_msgSend(self,@selector(doSomethingWithVar:),var1);

但除了這些，我們就不知道之后在運行時做了什么了您访。

Objective-C Runtime 是什么铅忿？

Objective-C 的 Runtime 是一個運行時庫（Runtime Library），它是一個主要使用 C 和匯編寫的庫灵汪，為 C 添加了面相對象的能力并創(chuàng)造了 Objective-C檀训。這就是說它在類信息（Class information） 中被加載，完成所有的方法分發(fā)享言，方法轉(zhuǎn)發(fā)峻凫，等等。Objective-C runtime 創(chuàng)建了所有需要的結(jié)構(gòu)體担锤，讓 Objective-C 的面相對象編程變?yōu)榭赡堋?/p>

Objective-C Runtime 術(shù)語

更深入之前蔚晨，咱們先了解點術(shù)語。Mac 和 iPhone 開發(fā)者關(guān)心的有兩個 runtime：Modern Runtime（現(xiàn)代的 Runtime） 和 Legacy Runtime（過時的 Runtime）肛循。Modern Runtime：覆蓋所有 64 位的 Mac OS X 應(yīng)用和所有 iPhone OS 的應(yīng)用铭腕。 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（實例方法）：以 ‘-’ 開始多糠，比如 -(void)doFoo; 在對象實例上操作累舷。Class Method（類方法）：以 ‘+’ 開始，比如 +(id)alloc夹孔。方法（Methods）和 C 的函數(shù)很像被盈，是一組代碼，執(zhí)行一個小的任務(wù)搭伤，如：

- (NSString *)movieTitle

{

    return @"Futurama: Into the Wild Green Yonder";

}

Selector 在 Objective-C 中 selector 只是一個 C 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只怎，用于表示一個你想在一個對象上執(zhí)行的 Objective-C 方法。在 runtime 中的定義像這樣…

typedef struct objc_selector  *SEL;

像這樣使用…

SEL aSel = @selector(movieTitle);

Message（消息）

[target getMovieTitleForObject:obj];

消息是方括號 ‘[]’ 中的那部分怜俐，由你要向其發(fā)送消息的對象（target）身堡，你想要在上面執(zhí)行的方法（method）還有你發(fā)送的參數(shù)（arguments）組成。 Objective-C 的消息和 C 函數(shù)調(diào)用是不同的拍鲤。事實上贴谎，你向一個對象發(fā)送消息并不意味著它會執(zhí)行它。Object（對象）會檢查消息的發(fā)送者季稳，基于這點再決定是執(zhí)行一個不同的方法還是轉(zhuǎn)發(fā)消息到另一個目標對象上擅这。Class 如果你查看一個類的runtime信息，你會看到這個…

typedef struct objc_class *Class;

typedef struct objc_object {

    Class isa;

} *id;

這里有幾個事情景鼠。我們有一個 Objective-C 類的結(jié)構(gòu)體和一個對象的結(jié)構(gòu)體仲翎。objc_object 只有一個指向類的 isa 指針，就是我們說的術(shù)語 “isa pointer”（isa 指針）。這個 isa 指針是當你向?qū)ο蟀l(fā)送消息時谭确，Objective-C Runtime 檢查一個對象并且查看它的類是什么然后開始查看它是否響應(yīng)這些 selectors 所需要的一切帘营。最后我么看到了 id 指針。默認情況下 id 指針除了告訴我們它們是 Objective-C 對象外沒有其他用了逐哈。當你有一個 id 指針芬迄，然后你就可以問這個對象是什么類的，看看它是否響應(yīng)一個方法昂秃，等等禀梳，然后你就可以在知道這個指針指向的是什么對象后執(zhí)行更多的操作了。你可以在 LLVM/Clang 的文檔中的 Block 中看到

struct Block_literal_1 {

    void *isa; 

    int flags;    

    int reserved;     

    void (*invoke)(void *, ...); 

    struct Block_descriptor_1 { 

        unsigned long int reserved; 

        unsigned long int size;  

        

        void (*copy_helper)(void *dst, void *src);

        void (*dispose_helper)(void *src);     

    } *descriptor;    

    

};

Blocks 被設(shè)計為兼容 Objective-C 的 runtime肠骆，所以他們被作為對象對待算途，因此他們可以響應(yīng)消息，比如 -retain蚀腿，-release嘴瓤，-copy ，等等莉钙。IMP（方法實現(xiàn) Method Implementations）

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

IMP 是指向方法實現(xiàn)的函數(shù)指針廓脆，由編譯器為你生成。如果你新接觸 Objective-C 你現(xiàn)在不需要直接接觸這些磁玉，但是我們將會看到停忿，Objective-C runtime 將如何調(diào)用你的方法的。Objective-C Classes（Objective-C 類） 那么什么是 Objective-C 類蚊伞？在 Objective-C 中的一個類實現(xiàn)看起來像這樣：

@interface MyClass : NSObject {

    

    NSInteger counter;

}

-(void)doFoo;

@end

但是 runtime 不只要追蹤這些

#if !__OBJC2__   

    Class super_class                        OBJC2_UNAVAILABLE;

    const char *name                         OBJC2_UNAVAILABLE;

    long version                             OBJC2_UNAVAILABLE;

    long info                                OBJC2_UNAVAILABLE;

    long instance_size                       OBJC2_UNAVAILABLE;    

    struct objc_ivar_list *ivars             OBJC2_UNAVAILABLE;    

    struct objc_method_list **methodLists    OBJC2_UNAVAILABLE;    

    struct objc_cache *cache                 OBJC2_UNAVAILABLE;    

    struct objc_protocol_*protocols          OBJC2_UNAVAILABLE;

#endif

我們可以看到席赂，一個類有其父類的引用，它的名字时迫，實例變量颅停，方法，緩存還有它遵循的協(xié)議掠拳。runtime 在響應(yīng)類或?qū)嵗姆椒〞r需要這些信息便监。

那么 Class 定義的是對象還是對象本身？它是如何實現(xiàn)的 （譯注：讀者需要區(qū)分 Class 和 class 是不同的碳想，正如 Nil 和 nil 的用途是不同的）

是的，之前我說過 Objective-C 類也是對象毁靶，runtime 通過創(chuàng)建 Meta Classes 來處理這些胧奔。當你發(fā)送一個消息像這樣 [NSObject alloc] 你正在向類對象發(fā)送一個消息，這個類對象需要是 MetaClass 的實例预吆，MetaClass 也是 root meta class 的實例龙填。當你說繼承自 NSObject 時，你的類指向 NSObject 作為自己的 superclass。然而岩遗，所有的 meta class 指向 root metaclass 作為自己的 superclass扇商。所有的 meta class 只是簡單的有一個自己響應(yīng)的方法列表。所以當你向一個類對象發(fā)送消息如 [NSObject alloc]宿礁，然后實際上 objc_msgSend() 會檢查 meta class 看看它是否響應(yīng)這個方法案铺，如果他找到了一個方法，就在這個 Class 對象上執(zhí)行（譯注：class 是一個實例對象的類型梆靖，Class 是一個類（class）的類型控汉。對于完全的 OO 來說，類也是個對象返吻，類是類類型(MetaClass)的實例姑子，所以類的類型描述就是 meta class）。

為什么我們繼承自蘋果的類

從你開始 Cocoa 開發(fā)時测僵，那些教程就說如繼承自 NSObject 然后開始寫一些代碼街佑，你享受了很多繼承自蘋果的類所帶來的便利。有一件事你從未意識到的是你的對象被設(shè)置為使用 Objective-C 的 runtime捍靠。當我們?yōu)槲覀兊念惖囊粋€實例分配了內(nèi)存沐旨，像這樣…

MyObject *object = [[MyObject alloc] init];

最先執(zhí)行的消息是 +alloc。如果你查看下文檔剂公， 它說“新的實例對象的 isa 實例變量被初始化為指向一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)希俩，那個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述了這個類；其他的實例變量被初始化為 0纲辽⊙瘴洌”所以繼承自蘋果的類不僅僅是繼承了一些重要的屬性，也繼承了能在內(nèi)存中輕松分配內(nèi)存的能力和在內(nèi)存中創(chuàng)建滿足 runtime 期望的對象結(jié)構(gòu)（設(shè)置 isa 指針指向我們的類）拖吼。

那么 Class Cache 是什么鳞上？（objc_cache *cache）

當 Objective-C runtime 沿著一個對象的 isa 指針檢查時，它會發(fā)現(xiàn)一個對象實現(xiàn)了許多的方法吊档。然而你可能只調(diào)用其中一小部分的方法篙议，也沒有意義每次檢查時搜索這個類的分發(fā)表（dispatch table）中的所有 selector。所以這個類實現(xiàn)了一個緩存怠硼，當你搜索一個類的分發(fā)表鬼贱，并找到合適的 selector 后，就會把它放進緩存中香璃。所以當 objc_msgSend() 在一個類中查找 selector 時會先查找類緩存这难。有個理論是，當你在一個類上調(diào)用了一個消息葡秒，你很可能之后還會調(diào)用它姻乓。所以如果我們考慮到這點嵌溢，就意味著當我們有個子類繼承自 NSObject 叫做 MyObject 并且運行了以下的代碼

MyObject *obj = [[MyObject alloc] init]; 

@implementation MyObject

- (id)init {

    if(self = [super init]) {

        [self setVarA:@”blah”];    

    }

    return self;

}

@end

發(fā)生了以下的事：

(1) [MyObject alloc] 首先被執(zhí)行。MyObject 沒有實現(xiàn) alloc 方法蹋岩，所以我們不能在這個類中找到 +alloc 方法赖草，然后沿著 superclass 指針會指向 NSObject。

(2) 我們詢問 NSObject 是否響應(yīng) +alloc 方法剪个，它可以秧骑。+alloc 檢查消息的接收者類，是 MyObject禁偎，然后分配一塊和我們的類同樣大小的內(nèi)存空間腿堤，并初始化它的 isa 指針指向 MyObject 類，我們現(xiàn)在有了一個實例對象如暖，最終把類對象的 +alloc 方法加入 NSObject 的類緩存（class cache）中（lastly we put +alloc in NSObject's class cache for the class object ）笆檀。

(3) 到現(xiàn)在為止，我們發(fā)送了一個類消息盒至，但是現(xiàn)在我們發(fā)送一個實例消息酗洒，只是簡單的調(diào)用 -init 或者我們設(shè)計的初始化方法。當然枷遂，我們的類會響應(yīng)這個方法樱衷，所以 -(id)init 加入到緩存中。（譯注：要是 MyObject 實現(xiàn)了 init 方法酒唉，就會把 init 方法加入到 MyObject 的 class cache 中矩桂，要是沒有實現(xiàn)，只是因為繼承才有了這個方法痪伦，init 方法還是會加入到 NSObject 的 class cache 中）侄榴。

(4) 然后 self = [super init] 被調(diào)用。super 是個 magic keyword网沾，指向?qū)ο蟮母割愸希晕覀兊玫搅?NSObject 并調(diào)用它的的 init 方法。這樣可以確保 OOP（面相對象編程） 的繼承功能正常辉哥，這個方法可以正確的初始化父類的變量桦山，之后你（在子類中）可以初始化自己的變量，如果需要可以覆蓋父類的方法醋旦。在 NSObject 的例子中恒水，沒什么重要的要做，但并不總是這樣饲齐。有時要做些重要的初始化寇窑。比如…

#import  

@interface MyObject : NSObject {

    NSString *aString;

} 

    @property(retain) NSString *aString; 

@end 

@implementation MyObject

-(id)init 

{ 

    if (self = [super init]) {

        [self setAString:nil];

    }

    return self;

}

@synthesize aString;

@end

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

{

    NSAutoreleasePool * pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];

    id obj1 = [NSMutableArray alloc]; 

    id obj2 = [[NSMutableArray alloc] init];   

    id obj3 = [NSArray alloc]; 

    id obj4 = [[NSArray alloc] initWithObjects:@"Hello",nil];

    NSLog(@"obj1 class is %@",NSStringFromClass([obj1 class]));

    NSLog(@"obj2 class is %@",NSStringFromClass([obj2 class]));

    NSLog(@"obj3 class is %@",NSStringFromClass([obj3 class]));

    NSLog(@"obj4 class is %@",NSStringFromClass([obj4 class]));

    id obj5 = [MyObject alloc]; 

    id obj6 = [[MyObject alloc] init];   

    NSLog(@"obj5 class is %@",NSStringFromClass([obj5 class]));    

    NSLog(@"obj6 class is %@",NSStringFromClass([obj6 class]));   

    [pool drain];

    return 0;

}

現(xiàn)在如果你新接觸 Cocoa ，我讓你猜會會輸出什么箩张，你可能會說

NSMutableArray

NSMutableArray 

NSArray

NSArray

MyObject

MyObject

但是甩骏，實際上是

obj1 class is __NSPlaceholderArray

obj2 class is NSCFArray

obj3 class is __NSPlaceholderArray

obj4 class is NSCFArray

obj5 class is MyObject

obj6 class is MyObject

這是因為在 Objective-C 中 +alloc 方法可能會返回某個類的對象，然后在 -init 中返回另一個類的對象先慷。
（譯注：感興趣的同學(xué)可以看下這兩篇文章：Class Clusters, Make Your Own Abstract Factory Class Cluster in Objective-C, 第二篇文章需要自備小梯子饮笛。)

那么在 objc_msgSend 中發(fā)生了什么？

事實上在 objc_msgSend() 中發(fā)生了許多事兒论熙。假設(shè)我們有這樣的代碼…

[self printMessageWithString:@"Hello World!"];

它實際上會被編譯器翻譯為…

objc_msgSend(self,@selector(printMessageWithString:),@"Hello World!");

我們沿著目標對象的 isa 指針查找福青，看看是否這個對象響應(yīng) @selector(printMessageWithString:) selector。假設(shè)我們在類的分發(fā)表或者緩存中找到了這個 selector脓诡，我們沿著函數(shù)指針并且執(zhí)行它无午。這樣 objcmsgSend() 就永遠不會返回，它開始執(zhí)行祝谚，然后沿著指向方法的指針宪迟，然后你的方法返回，這樣看起來 objcmsgSend() 方法返回了交惯。Bill Bumgarner 比我講了更多 objc_msgSend() 的細節(jié)（部分1次泽，部分2 和 部分3）。

概括下他說的席爽，并且你已經(jīng)看過了 Objective-C 的 runtime 代碼…

檢查忽略的 Selector 和短路（Short Circut）—— 顯然意荤，如果我們運行在垃圾回收機制下，我們可以忽略調(diào)用 -retain, -release, 等等只锻。

檢查 nil 對象（target）玖像。和其他的語言不一樣的是，在 Objective-C 中向 nil 發(fā)送消息是完全合法的齐饮，并且有些原因下你會愿意這么做的捐寥。假設(shè)我們有個非 nil 的對象，然后我們繼續(xù)…

然后我們需要在這個類上找到 IMP沈矿，所以我們先從 class cache 中找起上真，如果找到了就沿著指針跳到這個函數(shù)。

如果沒有在緩存中找到 IMP羹膳，然后去查找類的分發(fā)表睡互，如果找到了，就沿著指針跳到這個函數(shù)陵像。

如果 IMP 沒有在緩存和類的分發(fā)表中找到就珠，然后我們跳到轉(zhuǎn)發(fā)機制。這意味著最終你的代碼被編譯器轉(zhuǎn)換為 C 函數(shù)醒颖。你寫的方法會像這樣…

-(int)doComputeWithNum:(int)aNum

會被翻譯為…

int aClass_doComputeWithNum(aClass *self,SEL _cmd,int aNum)

Objective-C Runtime 通過調(diào)用（invoking）指向這些方法的函數(shù)指針調(diào)用你的方法（call your methods）∑拊酰現(xiàn)在乃摹，我要說的是渠概，你不能直接調(diào)用這些被翻譯的方法锰提，但是 Cocoa 框架提供了獲得函數(shù)指針的方法…

int (computeNum *)(id,SEL,int);

computeNum = (int (*)(id,SEL,int))[target methodForSelector:@selector(    doComputeWithNum:)]; 

computeNum(obj,@selector(doComputeWithNum:),aNum);

通過這種方法鸡典，你可以直接訪問這個函數(shù)，并且可以在運行時直接調(diào)用榛丢，甚至可以使用這個避開 runtime 的動態(tài)特性铲球，如果你絕對需要確保一個方法被執(zhí)行。Objective-C 就是用這種途徑去調(diào)用你的方法的晰赞，但是使用的是 objc_msgSend()稼病。

Objective-C 消息轉(zhuǎn)發(fā)

在 Objective-C 中向一個不知道如何響應(yīng)這個方法的對象發(fā)送消息是完全合法的（甚至可能是一種潛在的設(shè)計決定）。蘋果的文檔中給出的一個原因是模擬多繼 承掖鱼，Objective-C 不是原生支持的然走，或者你可能只是想抽象你的設(shè)計并且隱藏幕后處理這些消息的其他對象/類。這一點是 runtime 非常需要的戏挡。它是這樣做的 1. Runtime 檢查了你的類和所有父類的 class cache 和分發(fā)表芍瑞，但是沒找到指定的方法。2. Objective_C 的 Runtime 會在你的類上調(diào)用 + (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL增拥。 這就給了你一個機會去提供一個方法實現(xiàn)并且告訴 runtime 你已經(jīng)解析了這個方法啄巧，如果它開始查找，這回就會找到這個方法掌栅。你可以像這樣實現(xiàn)…定義一個函數(shù)…

void fooMethod(id obj, SEL _cmd)

{ 

    NSLog(@"Doing Foo");

}

然后你可以像這樣使用 class_addMethod() 解析它…

+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL

{

    if(aSEL == @selector(doFoo:))

    {

            class_addMethod([self class],aSEL,(IMP)fooMethod,"v@:");

            return YES;

    }

    return [super resolveInstanceMethod];

}

在 class_addMethod() 最后一部分的 "v@:" 是方法的返回和參數(shù)類型秩仆。你可以在 Runtime Guide 的 Type Encoding 章節(jié)看到完整介紹。 3. Runtime 然后調(diào)用 – (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector猾封。這樣做是為了給你一次機會（因為我們不能解析這個方法 （參見上面的 #2））引導(dǎo) Objective-C runtime 到另一個可以響應(yīng)這個消息的對象上澄耍，在花費昂貴的處理過程調(diào)用 – (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation 之前調(diào)用這個方法也是更好的。你可以像這樣實現(xiàn)

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector

{

    if(aSelector == @selector(mysteriousMethod:))

    {        

        return alternateObject;

    }

    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];

}

顯然你不想從這個方法直接返回 self晌缘，否則可能會產(chǎn)生一個死循環(huán)齐莲。 4. Runtime 最后一次會嘗試在目標對象上調(diào)用 – (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation。如果你從沒看過 NSInvocation磷箕，它是 Objective-C 消息的對象形式选酗。一旦你有了一個 NSInvocation 你可以改變這個消息的一切，包括目標對象岳枷，selector 和參數(shù)芒填。所以你可以這樣做…

-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation

{  

    SEL invSEL = invocation.selector;    

    if([altObject respondsToSelector:invSEL]) {        

        [invocation invokeWithTarget:altObject];    

    } else {        

        [self doesNotRecognizeSelector:invSEL];    

    }

}

如果你繼承自 NSObject，默認它的 – (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation 實現(xiàn)只是簡單的調(diào)用 -doesNotRecognizeSelector:空繁，你可以在最后一次機會里覆蓋這個方法去做一些事情殿衰。（譯注：對這塊內(nèi)容有興趣的同學(xué)可以參見：http://www.cnblogs.com/biosli/p/NSObjectinherit2.html）

Non Fragile ivars（Modern Runtime）（非脆弱的 ivar）

我們最近在 Modern Runtime 里得到的是 Non Fragile ivars 的概念。當編譯你的類時盛泡，編譯器生成了一個 ivar 布局闷祥，顯示了在你的類中從哪可以訪問你的 ivars，獲取指向你的對象的指針傲诵，查看 ivar 與對象起始字節(jié)的偏移關(guān)系凯砍，和獲取讀入的變量類型的總共字節(jié)大小等一些底層的細節(jié)箱硕。所以你的 ivar 布局可能看起來像這樣，左側(cè)的數(shù)字是字節(jié)偏移量果覆。


我們有了 NSObject 的 ivar 布局颅痊，然后我們繼承自 NSObject 去擴展它并且添加了我們自己的 ivars。在蘋果發(fā)布更新前這都工作的很好局待，但是 Mac OS X 10.6 發(fā)布后，就成了這樣

你的自定義對象被剔除了因為我們有了一個重疊的父類菱属。唯一可以防止這個的辦法是如果蘋果堅持之前的布局钳榨，如果他們這么做了，那么他們的框架就不能改進纽门，因 為他們的 ivar 布局被凍住了薛耻。在 fragile ivar 下你不得不重新編譯你繼承自蘋果類的類來恢復(fù)兼容性。所以在非 fragile ivar 時赏陵，會發(fā)生生么饼齿？


使用非 fragile ivars 時，編譯器生成和 fragile ivars 相同的 ivar 布局蝙搔。然而當 runtime 檢測到一個重疊的超類時缕溉，它調(diào)整你在這個類中新增的 ivar 的偏移量，這樣在子類中新增加的那部分就顯示出來了吃型。

Objective-C 關(guān)聯(lián)對象

最近在 Mac OS X 10.6 雪豹 中新引入了關(guān)聯(lián)引用证鸥。Objective-C 不能動態(tài)的添加一些屬性到對象上，和其他的一些原生支持這點的語言不一樣勤晚。所以之前你都不得不努力為未來要增加的變量預(yù)留好空間枉层。在 Mac OS X 10.6 中，Objective-C 的 Runtime 已經(jīng)原生的支持這個功能了赐写。如果我們想向一個已有的類添加變量鸟蜡，看起來像這樣…

#import  //Cocoa

#include  //objc runtime api’s 

@interface NSView (CustomAdditions)

@property(retain) NSImage *customImage;

@end 

@implementation NSView (CustomAdditions) 

static char img_key; 

- (NSImage *)customImage

{    

    return objc_getAssociatedObject(self,&img_key);

}

- (void)setCustomImage:(NSImage *)image

{    

    objc_setAssociatedObject(self, &img_key,image, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);

} 

@end

objc_setAssociatedObject() 的選項，你可以在 runtime.h 文件中找到挺邀。

enum {    

    OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0,    

    OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1,    

    OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3,    

    OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401,    

    OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403

};

這些和 @property 語法中的選項意思一樣揉忘。

混和的 vTable Dispatch

如果你看過 modern runtime 的代碼，你會發(fā)現(xiàn)這個（在 objc-runtime-new.m 中）

背后的思想是悠夯，runtime 嘗試在這個 vtable 中存儲最近被調(diào)用的 selectors癌淮，這樣就可以提升你的應(yīng)用的速度，因為它使用了比 objc_msgSend 更少的指令（fewer instructions）沦补。vtable 中保存 16 個全局最經(jīng)常調(diào)用的 selectors乳蓄，事實上順著代碼往下看你可以發(fā)現(xiàn)垃圾回收和非垃圾回收類型程序的默認 selectors ：

static const char * const defaultVtable[] = {

    "allocWithZone:", 

    "alloc", 

    "class", 

    "self", 

    "isKindOfClass:", 

    "respondsToSelector:", 

    "isFlipped", 

    "length", 

    "objectForKey:", 

    "count", 

    "objectAtIndex:", 

    "isEqualToString:", 

    "isEqual:", 

    "retain", 

    "release", 

    "autorelease", 

};

static const char * const defaultVtableGC[] = {

    "allocWithZone:", 

    "alloc", 

    "class", 

    "self", 

    "isKindOfClass:", 

    "respondsToSelector:", 

    "isFlipped", 

    "length", 

    "objectForKey:", 

    "count", 

    "objectAtIndex:", 

    "isEqualToString:", 

    "isEqual:", 

    "hash", 

    "addObject:", 

    "countByEnumeratingWithState:objects:count:", 

};

你可以在調(diào)試時從堆棧追蹤里找到其中的method，可以像objc_msgSend()一樣將它們用于調(diào)試夕膀。

總結(jié)

Objective-C Runtime是非常優(yōu)秀的作品虚倒，它為支撐我們的Cocoa/Objective-C app以及眾多的優(yōu)秀特性做了大量工作美侦。你可以查看蘋果官方文檔來繼續(xù)深入了解（Objective-C Runtime Programming Guide、Objective-C Runtime Reference）魂奥。

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