? 前言：OC是一門動(dòng)態(tài)性比較強(qiáng)的語言盈滴，它的動(dòng)態(tài)性就是由Runtime支撐和實(shí)現(xiàn)的嘉蕾。本文先介紹了Runtime的概念画切，然后詳細(xì)地介紹了OC的消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制荚恶，最后介紹了幾種Runtime常見的使用場(chǎng)景姜贡，并配上具體的代碼說明试吁。

一、Runtime概念：

1楼咳、Runtime概念：

? Runtime是一套C語言的API熄捍，封裝了很多動(dòng)態(tài)性相關(guān)的函數(shù)。OC是一門動(dòng)態(tài)性比較強(qiáng)的語言母怜，允許很多操作推遲到程序運(yùn)行時(shí)再進(jìn)行余耽，OC的動(dòng)態(tài)性就是由Runtime支撐和實(shí)現(xiàn)的，平時(shí)編寫的OC代碼糙申，底層都是轉(zhuǎn)換成Runtime API進(jìn)行調(diào)用宾添。

2船惨、OC的消息機(jī)制：

? OC中的方法調(diào)用其實(shí)都是轉(zhuǎn)化成了objc_msgSend函數(shù)調(diào)用，給receiver（方法調(diào)用者）發(fā)送一條消息（selector方法名）缕陕，objc_msgSend有三個(gè)階段：消息發(fā)送階段（當(dāng)前類粱锐、父類中查找）、動(dòng)態(tài)方法解析階段扛邑、消息轉(zhuǎn)發(fā)階段怜浅。

二、探尋消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制：

1蔬崩、OC中方法調(diào)用過程：

? 如果需要了解OC對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)恶座，請(qǐng)點(diǎn)擊OC對(duì)象的本質(zhì)。

? 一個(gè)普通的對(duì)象方法[objc method]沥阳，編譯時(shí)轉(zhuǎn)成消息發(fā)送objc_msgSend(objc, method)跨琳，Runtime執(zhí)行時(shí)流程如下：

? 1）通過objc的ISA指針找到它的class；

? 2）在它的class里methods找到method方法桐罕；

? 3）如果它的class沒有該method脉让，那么就去父類中查找；

? 4）一旦找到該method功炮，那么就執(zhí)行它的實(shí)現(xiàn)IMP溅潜；

? 5）如果在父類中還找不到，那么進(jìn)入動(dòng)態(tài)方法解析+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel（經(jīng)測(cè)試薪伏，如果直接返回YES或者NO都會(huì)執(zhí)行后續(xù)的forward方法）滚澜；

? 6）如果動(dòng)態(tài)解析沒有添加方法，那么進(jìn)入到消息轉(zhuǎn)發(fā)階段-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector嫁怀；

? 7）如果消息轉(zhuǎn)發(fā)的對(duì)象還找不到方法设捐，就拋出經(jīng)典異常unrecognized selector，找不到該方法眶掌；

? 在第一步objc通過ISA指針找到它的class之后挡育，嚴(yán)格來說先從它的class中的緩存中查詢方法method，如果沒有則繼續(xù)在methods方法列表進(jìn)行查詢朴爬，后續(xù)操作一致。

代碼驗(yàn)證如下：創(chuàng)建一個(gè)Dog類

@interface Dog : NSObject
- (void)wangWang; //正常調(diào)用
- (void)wangWangResolve; //方法解析
- (void)wangWangForward_YES; //消息轉(zhuǎn)發(fā)YES
- (void)wangWangForward_NO; //消息轉(zhuǎn)發(fā)NO
- (void)wangWangForward_All; //完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)
@end

// .m文件
#import "Dog.h"
#import "Cat.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation Dog
// 直接實(shí)現(xiàn)方法
- (void)wangWang {
    NSLog(@"dog wangWang");
}

// 動(dòng)態(tài)解析實(shí)例方法
//+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel //解析類方法
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    if (sel == @selector(wangWangResolve))
    {
          class_addMethod([self class], sel, (IMP) dynamicMethodIMP, "v@:");
          return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

// C語言函數(shù)
void dynamicMethodIMP(id self, SEL _cmd)
{
    NSLog(@"dog wangWangResolve");
}

// 轉(zhuǎn)發(fā)備用接收者
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(wangWangForward_YES)) {
        return [Cat new];
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

//簽名橡淆，進(jìn)入forwardInvocation
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(wangWangForward_All)) {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"]; 
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    SEL sel = anInvocation.selector;

    Cat *cat = [Cat new];
    if([cat respondsToSelector:sel]) {
        [anInvocation invokeWithTarget:cat];
    } else {
        [self doesNotRecognizeSelector:sel];
    }
}
@end

創(chuàng)建一個(gè)Cat類：

@interface Cat : NSObject
- (void)wangWangForward_YES; //消息轉(zhuǎn)發(fā)YES
- (void)wangWangForward_All; //完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)
@end

// .m文件
@implementation Cat
- (void)wangWangForward_YES {
    NSLog(@"cat wangWangForward_YES");
}

- (void)wangWangForward_All {
    NSLog(@"cat wangWangForward_All");
}
@end

分別運(yùn)行注釋代碼：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    Dog *dog = [Dog new];
    [dog wangWang];
//    [dog wangWangResolve];
//    [dog wangWangForward_YES];
//    [dog wangWangForward_NO];
//      [dog wangWangForward_All];
}

打印結(jié)果：

// [dog wangWang] 正常在.m文件實(shí)現(xiàn)方法
dog wangWang

// [dog wangWangResolve] 動(dòng)態(tài)解析添加方法
dog wangWangResolve

// [dog wangWangForward_YES] 成功消息轉(zhuǎn)發(fā)召噩，對(duì)象是cat
cat wangWangForward_YES

// [dog wangWangForward_NO] 前面階段都找不到方法，拋出異常
-[Dog wangWangForward_NO]: unrecognized selector sent to instance 0x6000031ec350

// [dog wangWangForward_All] 完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)
cat wangWangForward_All

2逸爵、完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)：

? 如果forwardingTargetForSelector這一步還不能處理消息具滴，那唯一能做的就是啟用完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制了。首先發(fā)送一個(gè)methodSignatureForSelector消息师倔，如果有簽名返回构韵，則進(jìn)入到forwardInvocation，在該方法里進(jìn)行最后的消息轉(zhuǎn)發(fā)，否則直接發(fā)送doesNotRecognizeSelector消息疲恢，程序拋出異常凶朗。

至于“v@:”具體的意思，可以查看官方文檔Type Encodings显拳。

三棚愤、Runtime應(yīng)用：

? Runtime應(yīng)用場(chǎng)景非常多，這里介紹一些項(xiàng)目中常用的場(chǎng)景：

? 1）關(guān)聯(lián)對(duì)象(AssociateObject)給分類添加的屬性實(shí)現(xiàn)setter和getter方法杂数，運(yùn)行中方法替換(method_exchangeIMP)宛畦，傳送門-Category分類;

? 2）KVO的底層實(shí)現(xiàn)，通過runtime動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)派生類對(duì)象揍移，傳送門-KVC & KVO;

? 3）實(shí)現(xiàn)字典和模型的自動(dòng)轉(zhuǎn)換（MJExtension）次和，通過runtime遍歷Model的所有屬性，把服務(wù)器返回的JSON格式轉(zhuǎn)成字典那伐，然后通過KVC給Model賦值踏施；

? 4）實(shí)現(xiàn)NSCoding的自動(dòng)歸檔和解檔，通過runtime遍歷Model的所有屬性喧锦，并對(duì)屬性進(jìn)行encode和decode操作读规；

? 5）其它runtime的API調(diào)用；

1燃少、字典和模型的自動(dòng)轉(zhuǎn)換：

? 對(duì)NSObject寫一個(gè)分類束亏，添加一個(gè)initWithDict:(NSDictionary)dict分類，如下:

@interface NSObject (DictToModel)
- (instancetype)initWithDict:(NSDictionary *)dict;
@end

// .m
@implementation NSObject (DictToModel)

- (instancetype)initWithDict:(NSDictionary *)dict {
    if (self = [self init]) {
        // 獲取類的屬性及屬性對(duì)應(yīng)的類型
        NSMutableArray *keys = [NSMutableArray array];
        NSMutableArray *attributes = [NSMutableArray array];
        
        unsigned int outCount;
        objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([self class], &outCount);
        for (int i = 0; i < outCount; i ++) {
            objc_property_t property = properties[i];
            //通過property_getName函數(shù)獲得屬性的名字
            NSString *propertyName = [NSString stringWithCString:property_getName(property) encoding:NSUTF8StringEncoding];
            [keys addObject:propertyName];
            //通過property_getAttributes函數(shù)可以獲得屬性的名字和@encode編碼
            NSString *propertyAttribute = [NSString stringWithCString:property_getAttributes(property) encoding:NSUTF8StringEncoding];
            [attributes addObject:propertyAttribute];
        }
        // 立即釋放properties指向的內(nèi)存
        free(properties);

        // 根據(jù)類型給屬性賦值
        for (NSString *key in keys) {
            if ([dict valueForKey:key] == nil) continue;
            [self setValue:[dict valueForKey:key] forKey:key];
        }
    }
    return self;
}

@end

創(chuàng)建一個(gè)Person類：

@interface Person : NSObject
@property(nonatomic, copy) NSString *name;
@property(nonatomic, assign) NSInteger age;
@end

運(yùn)行代碼：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    NSDictionary *dict = @{@"name": @"路飛",
                           @"age": @(15)
                            };
    Person *p = [[Person alloc] initWithDict:dict];
    NSLog(@"name = %@, age = %ld", p.name, p.age);
}

打印結(jié)果：

name = 路飛, age = 15

2阵具、NSCoding的自動(dòng)歸檔和解檔：

? 在Model的基類中重寫方法：

@interface Person : NSObject
@property(nonatomic, copy) NSString *name;
@property(nonatomic, assign) NSInteger age;
@end

// .m文件
@implementation Person

- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)coder {
    self = [super init];
    if (self) {
        unsigned int count = 0;
        Ivar *ivars = class_copyIvarList([Person class], &count);
        for (int i = 0; i<count; i++) {
            Ivar ivar = ivars[i]; //拿到Ivar
            const char *name = ivar_getName(ivar); //獲取到屬性的C字符串名稱
            NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
            //解檔
            id value = [coder decodeObjectForKey:key];
            // 利用KVC賦值
            [self setValue:value forKey:key];
        }
        free(ivars);
    }
    return self;
}

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)coder {
    //告訴系統(tǒng)歸檔的屬性是哪些
    unsigned int count = 0; //表示對(duì)象的屬性個(gè)數(shù)
    Ivar *ivars = class_copyIvarList([Person class], &count);
    for (int i = 0; i<count; i++) {
        Ivar ivar = ivars[i];
        const char *name = ivar_getName(ivar);
        NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
        //歸檔 -- 利用KVC
        [coder encodeObject:[self valueForKey:key] forKey:key];
    }
    free(ivars);//在OC中使用了Copy碍遍、Creat、New類型的函數(shù)阳液，需要釋放指針Ｅ戮础！（注：ARC管不了C函數(shù)）
}

@end

運(yùn)行代碼：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    NSDictionary *dict = @{@"name": @"路飛",
                           @"age": @(15)
                            };
    Person *p = [[Person alloc] initWithDict:dict];
    
    NSString *temp = NSTemporaryDirectory();
    NSString *filePath = [temp stringByAppendingPathComponent:@"archive.text"]; //注：保存文件的擴(kuò)展名可以任意取帘皿，不影響东跪。
    //NSLog(@"%@", filePath);
    // 歸檔
    [NSKeyedArchiver archiveRootObject:p toFile:filePath];
    
    // 解檔
    Person *p1 = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithFile:filePath];
    NSLog(@"name = %@, age = %ld", p1.name, p1.age);
}

打印結(jié)果：

name = 路飛, age = 15

3、其它runtime的API調(diào)用：

? 1）[super class]的底層調(diào)用鹰溜，都是通過object_getClass(self)進(jìn)行調(diào)用虽填，代碼如下：

? PS：正常情況下的super與self比較，super是從父類開始查找方法曹动，self是從本類開始斋日；

// 創(chuàng)建一個(gè)Person類
@interface Person : NSObject
@end

@implementation Person
@end

// 創(chuàng)建一個(gè)Student類繼承自Person
@interface Student : Person

@end

@implementation Student

- (id)init {
    if (self = [super init]) {
        Class cls1 = [self class]; //調(diào)用object_getClass(self)
        Class cls2 = [self superclass]; 
        Class cls3 = [super class]; //給當(dāng)前接受者發(fā)送消息，當(dāng)前接受者就是self
        Class cls4 = [super superclass]; 
        NSLog(@"cls1 = %@, cls2 = %@, cls3 = %@, cls4 = %@", cls1, cls2, cls3, cls4);
    }
    return self;
}

@end

運(yùn)行代碼：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    Student *stu = [Student new];
}

打印結(jié)果：

cls1 = Student, cls2 = Person, cls3 = Student, cls4 = Person

在objc4源碼中的NSObject.mm文件中墓陈，class的實(shí)現(xiàn)：

- (Class)class {
    return object_getClass(self);
}

- (Class)superclass {
    return [self class]->superclass;
}

? 2）isMemberOfClass與isKindOfClass的區(qū)別：

? -(BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls：調(diào)用者是否是cls本類的實(shí)例恶守；

? -(BOOL)isKindOfClass:(Class)cls：調(diào)用者是否是cls本類的實(shí)例或者子類的實(shí)例第献；

? 查看objc4源碼，很容易理解：

- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
    return [self class] == cls; //是否是本類
}

- (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
        // self是否是本類或者子類
    for (Class tcls = [self class]; tcls; tcls = tcls->superclass) {
        if (tcls == cls) return YES;
    }
    return NO;
}

代碼驗(yàn)證兔港，運(yùn)行代碼：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    Student *stu = [Student new];
    BOOL isMember = [stu isMemberOfClass:[Person class]];
    BOOL isKind = [stu isKindOfClass:[Person class]];
    BOOL instance_isMember = [stu isMemberOfClass:[Student class]];
    BOOL class_isMember = [Student isMemberOfClass:[Student class]];
    NSLog(@"isMember = %d, isKind = %d", isMember, isKind);
    NSLog(@"instance_isMember = %d, class_isMember = %d", instance_isMember, class_isMember);
}

打印結(jié)果：

isMember = 0, isKind = 1
// [Student isMemberOfClass:[Student class]] 表示Student的元類與Student類比較庸毫，結(jié)果是false
instance_isMember = 1, class_isMember = 0 

覺得寫的不錯(cuò)，有些啟發(fā)或幫助押框，點(diǎn)個(gè)贊哦岔绸！