runtime 常见作用
1.动态交换两个方法的实现
2.动态添加属性
3.实现字典转模型的自动转换
4.发送消息
5.动态添加方法
6.拦截并替换方法
7.实现 NSCoding 的自动归档和解档
该文件的目的是为读者谁可能有兴趣学习的Objective-C的运行时。
因为这不是一个关于C文件，它假定了一些以前的熟人与该语言。然而，它并不必须是一个广泛的熟人。
职能任务
使用类
class_getName
class_getMethodImplementation_stret
class_setSuperclass
已过时的OS X V10.5
类的实例化
class_createInstance
用工作实例
object_copy
获取类定义
objc_getClassList
使用实例变量工作
ivar_getName
查看objc/runtime.h中objc_class结构体的定义如下：
struct objc_class {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE; // 父类
const char *name OBJC2_UNAVAILABLE; // 类名
long version OBJC2_UNAVAILABLE; // 类的版本信息，默认为0
long info OBJC2_UNAVAILABLE; // 类信息，供运行期使用的一些位标识
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE; // 该类的实例变量大小
struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE; // 该类的成员变量链表
struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法定义的链表
struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法缓存
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE; // 协议链表
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
runtime 概念
Objective-C是基于 C 的，它为 C 添加了面向对象的特性。它将很多静态语言在编译和链接时期做的事放到了 runtime 运行时来处理，可以说runtime是我们 Objective-C 幕后工作者。
runtime（简称运行时），是一套 纯C(C和汇编写的) 的API。而 OC 就是运行时机制，也就是在运行时候的一些机制，其中最主要的是消息机制。
对于 C 语言，函数的调用在编译的时候会决定调用哪个函数。
OC的函数调用成为消息发送，属于动态调用过程。在编译的时候并不能决定真正调用哪个函数，只有在真正运行的时候才会根据函数的名称找到对应的函数来调用。
事实证明：在编译阶段，OC 可以调用任何函数，即使这个函数并未实现，只要声明过就不会报错，只有当运行的时候才会报错，这是因为OC是运行时动态调用的。而 C 语言调用未实现的函数就会报错。
runtime 消息机制
我们写 OC 代码，它在运行的时候也是转换成了runtime方式运行的。任何方法调用本质：就是发送一个消息（用runtime发送消息，OC 底层实现通过runtime实现）。
消息机制原理：对象根据方法编号SEL去映射表查找对应的方法实现。
每一个 OC 的方法，底层必然有一个与之对应的runtime方法。
OC-->runtime
简单示例：
验证：方法调用，是否真的是转换为消息机制？
必须要导入头文件#import
注解1：我们导入系统的头文件，一般用尖括号。
注解2：OC 解决消息机制方法提示步骤【查找build setting-> 搜索msg->objc_msgSend（YES --> NO）】
注解3：最终生成消息机制,编译器做的事情，最终代码，需要把当前代码重新编译，用xcode编译器，【clang -rewrite-objc main.m查看最终生成代码】，示例：cd main.m --> 输入前面指令，就会生成 .opp文件(C++代码)
注解4：这里一般不会直接导入
message.h
示例代码：OC 方法-->runtime 方法
说明: eat(无参) 和 run(有参) 是 Person模型类中的私有方法「可以帮我调用私有方法」；
// Person *p = [Person alloc];
// 底层的实际写法
Person *p = objc_msgSend(objc_getClass("Person"), sel_registerName("alloc"));
// p = [p init];
p = objc_msgSend(p, sel_registerName("init"));
// 调用对象方法（本质：让对象发送消息）
//[p eat];
// 本质：让类对象发送消息
objc_msgSend(p, @selector(eat));
objc_msgSend([Person class], @selector(run:),20);
//--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
// 也许下面这种好理解一点
// id objc = [NSObject alloc];
id objc = objc_msgSend([NSObject class], @selector(alloc));
// objc = [objc init];
objc = objc_msgSend(objc, @selector(init));
runtime 方法调用流程「消息机制」
面试：消息机制方法调用流程
怎么去调用eat方法，对象方法：(保存到类对象的方法列表) ，类方法：(保存到元类(Meta Class)中方法列表)。
1.OC 在向一个对象发送消息时，runtime库会根据对象的isa指针找到该对象对应的类或其父类中查找方法。。
2.注册方法编号（这里用方法编号的好处，可以快速查找）。
3.根据方法编号去查找对应方法。
4.找到只是最终函数实现地址，根据地址去方法区调用对应函数。
补充：一个objc对象的isa的指针指向什么？有什么作用？
每一个对象内部都有一个isa指针，这个指针是指向它的真实类型，根据这个指针就能知道将来调用哪个类的方法。
runtime 常见作用
1.动态交换两个方法的实现
2.动态添加属性
3.实现字典转模型的自动转换
4.发送消息
5.动态添加方法
6.拦截并替换方法
7.实现 NSCoding 的自动归档和解档
runtime 常用开发应用场景「工作掌握」
1.runtime 交换方法
应用场景：当第三方框架 或者 系统原生方法功能不能满足我们的时候，我们可以在保持系统原有方法功能的基础上，添加额外的功能。
需求：加载一张图片直接用[UIImage imageNamed:@"image"];是无法知道到底有没有加载成功。给系统的imageNamed添加额外功能（是否加载图片成功）。
方案一：继承系统的类，重写方法.（弊端：每次使用都需要导入）
方案二：使用 runtime，交换方法.
实现步骤：
1.给系统的方法添加分类
2.自己实现一个带有扩展功能的方法
3.交换方法,只需要交换一次,
案例代码：方法+调用+打印输出
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 方案一：先搞个分类，定义一个能加载图片并且能打印的方法+ (instancetype)imageWithName:(NSString *)name;
// 方案二：交换 imageNamed 和 ln_imageNamed 的实现，就能调用 imageNamed，间接调用 ln_imageNamed 的实现。
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"123"];
}
#import
@implementation UIImage (Image)
/**
load方法: 把类加载进内存的时候调用,只会调用一次
方法应先交换，再去调用
*/
+ (void)load {
// 1.获取 imageNamed方法地址
// class_getClassMethod（获取某个类的方法）
Method imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:));
// 2.获取 ln_imageNamed方法地址
Method ln_imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(ln_imageNamed:));
// 3.交换方法地址，相当于交换实现方式;「method_exchangeImplementations 交换两个方法的实现」
method_exchangeImplementations(imageNamedMethod, ln_imageNamedMethod);
}
/**
看清楚下面是不会有死循环的
调用 imageNamed => ln_imageNamed
调用 ln_imageNamed => imageNamed
*/
// 加载图片 且 带判断是否加载成功
+ (UIImage *)ln_imageNamed:(NSString *)name {
UIImage *image = [UIImage ln_imageNamed:name];
if (image) {
NSLog(@"runtime添加额外功能--加载成功");
} else {
NSLog(@"runtime添加额外功能--加载失败");
}
return image;
}
/**
不能在分类中重写系统方法imageNamed，因为会把系统的功能给覆盖掉，而且分类中不能调用super
所以第二步，我们要 自己实现一个带有扩展功能的方法.
+ (UIImage *)imageNamed:(NSString *)name {
}
*/
@end
// 打印输出
2016-02-17 17:52:14.693 runtime[12761:543574] runtime添加额外功能--加载成功
总结：我们所做的就是在方法调用流程第三步的时候，交换两个方法地址指向。而且我们改变指向要在系统的imageNamed:方法调用前，所以将代码写在了分类的load方法里。最后当运行的时候系统的方法就会去找我们的方法的实现。
2.runtime 给分类动态添加属性
原理：给一个类声明属性，其实本质就是给这个类添加关联，并不是直接把这个值的内存空间添加到类存空间。
应用场景：给系统的类添加属性的时候,可以使用runtime动态添加属性方法。
注解：系统NSObject添加一个分类，我们知道在分类中是不能够添加成员属性的，虽然我们用了@property，但是仅仅会自动生成get和set方法的声明，并没有带下划线的属性和方法实现生成。但是我们可以通过runtime就可以做到给它方法的实现。
需求：给系统 NSObject 类动态添加属性name字符串。
案例代码：方法+调用+打印
@interface NSObject (Property)
// @property分类:只会生成get,set方法声明,不会生成实现,也不会生成下划线成员属性
@property NSString *name;
@property NSString *height;
@end
@implementation NSObject (Property)
- (void)setName:(NSString *)name {
// objc_setAssociatedObject（将某个值跟某个对象关联起来，将某个值存储到某个对象中）
// object:给哪个对象添加属性
// key:属性名称
// value:属性值
// policy:保存策略
objc_setAssociatedObject(self, @"name", name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
- (NSString *)name {
return objc_getAssociatedObject(self, @"name");
}
// 调用
NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
objc.name = @"123";
NSLog(@"runtime动态添加属性name==%@",objc.name);
// 打印输出
2016-02-17 19:37:10.530 runtime[12761:543574] runtime动态添加属性--name == 123
总结：其实，给属性赋值的本质，就是让属性与一个对象产生关联，所以要给NSObject的分类的name属性赋值就是让name和NSObject产生关联，而runtime可以做到这一点。
3.runtime 字典转模型
字典转模型的方式：
一个一个的给模型属性赋值（初学者）。
字典转模型KVC实现
KVC 字典转模型弊端：必须保证，模型中的属性和字典中的key一一对应。
如果不一致，就会调用[ setValue:forUndefinedKey:]报key找不到的错。
分析:模型中的属性和字典的key不一一对应，系统就会调用setValue:forUndefinedKey:报错。
解决：重写对象的setValue:forUndefinedKey:，把系统的方法覆盖，就能继续使用KVC，字典转模型了。
字典转模型Runtime实现
思路：利用运行时，遍历模型中所有属性，根据模型的属性名，去字典中查找key，取出对应的值，给模型的属性赋值（从提醒：字典中取值，不一定要全部取出来）。
考虑情况：
1.当字典的key和模型的属性匹配不上。
2.模型中嵌套模型（模型属性是另外一个模型对象）。
3.数组中装着模型（模型的属性是一个数组，数组中是一个个模型对象）。
注解：根据上面的三种特殊情况，先是字典的key和模型的属性不对应的情况。不对应有两种，一种是字典的键值大于模型属性数量，这时候我们不需要任何处理，因为runtime是先遍历模型所有属性，再去字典中根据属性名找对应值进行赋值，多余的键值对也当然不会去看了；另外一种是模型属性数量大于字典的键值对，这时候由于属性没有对应值会被赋值为nil，就会导致crash，我们只需加一个判断即可。考虑三种情况下面一一注解；
步骤：提供一个NSObject分类，专门字典转模型，以后所有模型都可以通过这个分类实现字典转模型。
MJExtension字典转模型实现
底层也是对runtime的封装，才可以把一个模型中所有属性遍历出来。（你之所以看不懂，是MJ封装了很多层而已_.）。
这里针对字典转模型 KVC 实现，就不做详解了，如果你 对 KVC 详解使用或是实现原理 不是很清楚的，可以参考实用「KVC编码 & KVO监听
字典转模型 Runtime 方式实现：
说明：下面这个示例，是考虑三种情况包含在内的转换示例，具体可以看图上的注解
Runtime 字典转模型
1、runtime 字典转模型-->字典的key和模型的属性不匹配「模型属性数量大于字典键值对数」，这种情况处理如下：
// Runtime:根据模型中属性,去字典中取出对应的value给模型属性赋值
// 思路：遍历模型中所有属性->使用运行时
+ (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict
{
// 1.创建对应的对象
id objc = [[self alloc] init];
// 2.利用runtime给对象中的属性赋值
/**
class_copyIvarList: 获取类中的所有成员变量
Ivar：成员变量
第一个参数：表示获取哪个类中的成员变量
第二个参数：表示这个类有多少成员变量，传入一个Int变量地址，会自动给这个变量赋值
返回值Ivar *：指的是一个ivar数组，会把所有成员属性放在一个数组中，通过返回的数组就能全部获取到。
count: 成员变量个数
*/
unsigned int count = 0;
// 获取类中的所有成员变量
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
// 遍历所有成员变量
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 根据角标，从数组取出对应的成员变量
Ivar ivar = ivarList[i];
// 获取成员变量名字
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 处理成员变量名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
// 根据成员属性名去字典中查找对应的value
id value = dict[key];
// 【如果模型属性数量大于字典键值对数理，模型属性会被赋值为nil】
// 而报错 (could not set nil as the value for the key age.)
if (value) {
// 给模型中属性赋值
[objc setValue:value forKey:key];
}
}
return objc;
}
注解：这里在获取模型类中的所有属性名，是采取class_copyIvarList先获取成员变量（以下划线开头） ，然后再处理成员变量名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取) 得到属性名。
原因：Ivar：成员变量,以下划线开头，Property 属性
获取类里面属性class_copyPropertyList
获取类中的所有成员变量class_copyIvarList
{
int _a; // 成员变量
}
@property (nonatomic, assign) NSInteger attitudes_count; // 属性
这里有成员变量，就不会漏掉属性；如果有属性，可能会漏掉成员变量；
使用runtime字典转模型获取模型属性名的时候，最好获取成员属性名Ivar因为可能会有个属性是没有setter和getter方法的。
2、runtime 字典转模型-->模型中嵌套模型「模型属性是另外一个模型对象」，这种情况处理如下：
+ (instancetype)modelWithDict2:(NSDictionary *)dict
{
// 1.创建对应的对象
id objc = [[self alloc] init];
// 2.利用runtime给对象中的属性赋值
unsigned int count = 0;
// 获取类中的所有成员变量
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
// 遍历所有成员变量
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 根据角标，从数组取出对应的成员变量
Ivar ivar = ivarList[i];
// 获取成员变量名字
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 获取成员变量类型
NSString *ivarType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
// 替换: @\"User\" -> User
ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\"" withString:@""];
ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@" withString:@""];
// 处理成员属性名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
// 根据成员属性名去字典中查找对应的value
id value = dict[key];
//--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
//
// 二级转换:如果字典中还有字典，也需要把对应的字典转换成模型
// 判断下value是否是字典,并且是自定义对象才需要转换
if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![ivarType hasPrefix:@"NS"]) {
// 字典转换成模型 userDict => User模型, 转换成哪个模型
// 根据字符串类名生成类对象
Class modelClass = NSClassFromString(ivarType);
if (modelClass) { // 有对应的模型才需要转
// 把字典转模型
value = [modelClass modelWithDict2:value];
}
}
// 给模型中属性赋值
if (value) {
[objc setValue:value forKey:key];
}
}
return objc;
}
3、runtime 字典转模型-->数组中装着模型「模型的属性是一个数组，数组中是字典模型对象」，这种情况处理如下：
// Runtime:根据模型中属性,去字典中取出对应的value给模型属性赋值
// 思路：遍历模型中所有属性->使用运行时
+ (instancetype)modelWithDict3:(NSDictionary *)dict
{
// 1.创建对应的对象
id objc = [[self alloc] init];
// 2.利用runtime给对象中的属性赋值
unsigned int count = 0;
// 获取类中的所有成员变量
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
// 遍历所有成员变量
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 根据角标，从数组取出对应的成员变量
Ivar ivar = ivarList[i];
// 获取成员变量名字
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 处理成员属性名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
// 根据成员属性名去字典中查找对应的value
id value = dict[key];
//--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
// 三级转换：NSArray中也是字典，把数组中的字典转换成模型.
// 判断值是否是数组
if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) {
// 判断对应类有没有实现字典数组转模型数组的协议
// arrayContainModelClass 提供一个协议，只要遵守这个协议的类，都能把数组中的字典转模型
if ([self respondsToSelector:@selector(arrayContainModelClass)]) {
// 转换成id类型，就能调用任何对象的方法
id idSelf = self;
// 获取数组中字典对应的模型
NSString *type = [idSelf arrayContainModelClass][key];
// 生成模型
Class classModel = NSClassFromString(type);
NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray array];
// 遍历字典数组，生成模型数组
for (NSDictionary *dict in value) {
// 字典转模型
id model = [classModel modelWithDict3:dict];
[arrM addObject:model];
}
// 把模型数组赋值给value
value = arrM;
}
}
// 如果模型属性数量大于字典键值对数理，模型属性会被赋值为nil,而报错
if (value) {
// 给模型中属性赋值
[objc setValue:value forKey:key];
}
}
return objc;
}
runtime字典转模型-->数组中装着模型 打印输出
总结：我们既然能获取到属性类型，那就可以拦截到模型的那个数组属性，进而对数组中每个模型遍历并字典转模型，但是我们不知道数组中的模型都是什么类型，我们可以声明一个方法，该方法目的不是让其调用，而是让其实现并返回模型的类型。
这里提到的你如果不是很清楚，建议参考我的Demo，重要的部分代码中都有相应的注解和文字打印，运行程序可以很直观的表现。
//--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
4.runtime 其它作用「面试熟悉」
动态添加方法
应用场景：如果一个类方法非常多，加载类到内存的时候也比较耗费资源，需要给每个方法生成映射表，可以使用动态给某个类，添加方法解决。
注解：OC 中我们很习惯的会用懒加载，当用到的时候才去加载它，但是实际上只要一个类实现了某个方法，就会被加载进内存。当我们不想加载这么多方法的时候，就会使用到runtime动态的添加方法。
需求：runtime 动态添加方法处理调用一个未实现的方法 和 去除报错。
案例代码：方法+调用+打印输出
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
Person *p = [[Person alloc] init];
// 默认person，没有实现run:方法，可以通过performSelector调用，但是会报错。
// 动态添加方法就不会报错
[p performSelector:@selector(run:) withObject:@10];
}
@implementation Person
// 没有返回值,1个参数
// void,(id,SEL)
void aaa(id self, SEL _cmd, NSNumber *meter) {
NSLog(@"跑了%@米", meter);
}
// 任何方法默认都有两个隐式参数,self,_cmd（当前方法的方法编号）
// 什么时候调用:只要一个对象调用了一个未实现的方法就会调用这个方法,进行处理
// 作用:动态添加方法,处理未实现
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
// [NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"run"];
if (sel == NSSelectorFromString(@"run:")) {
// 动态添加run方法
// class: 给哪个类添加方法
// SEL: 添加哪个方法，即添加方法的方法编号
// IMP: 方法实现 => 函数 => 函数入口 => 函数名（添加方法的函数实现（函数地址））
// type: 方法类型，(返回值+参数类型) v:void @:对象->self :表示SEL->_cmd
class_addMethod(self, sel, (IMP)aaa, "v@:@");
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
@end
// 打印输出
2016-02-17 19:05:03.917 runtime[12761:543574] runtime动态添加方法--跑了10米
第二种方法
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
XMView *vc = [[XMView alloc] init];
//
vc.frame = CGRectMake(100, 100, 200, 200);
// XMView *vc = [[XMView alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 200, 200)];
[self.view addSubview:vc];
// [vc run];
// [vc performSelector:@selector(run:) withObject:@10];
class_addMethod([XMView class],
@selector(printPerson),
class_getMethodImplementation([XMViewController class], @selector(find)),
"v@:");
[vc performSelector:@selector(printPerson)];
}
- (void)find {
// Initialization code
NSLog(@"=搜索==123==");
}
首先我们看看这个方法里面的参数：
Class cos：我们需要一个class，比如我的[Person class]。
SEL name：这个很有意思，这个名字自己可以随意想，就是添加的方法在本类里面叫做的名字，但是方法的格式一定要和你需要添加的方法的格式一样，比如有无参数。(有几个小伙伴问我Demo里面的findInSelf这个方法没有找到，请看这里呀。这个就是里面为啥没有findInSelf方法而可以直接调用的原因)
IMP imp：IMP就是Implementation的缩写，它是指向一个方法实现的指针，每一个方法都有一个对应的IMP。这里需要的是IMP，所以你不能直接写方法，需要用到一个方法：
OBJC_EXPORT IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL name)
__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_5, __IPHONE_2_0);
这个方法也是runtime的方法，就是获得对应的方法的指针，也就是IMP。
const char *types：这一个也很有意思，我刚开始也很费解，结果看了好多人的解释我释然了，知道吗，我释然啦，😄😄。这个东西其实也很好理解：
比如：”v@:”意思就是这已是一个void类型的方法，没有参数传入。
再比如 “i@:”就是说这是一个int类型的方法，没有参数传入。
再再比如”i@:@”就是说这是一个int类型的方法，又一个参数传入。
好了，参数解释完了，还有一点需要注意，用这个方法添加的方法是无法直接调用的，必须用performSelector：调用。为甚么呢？？？
因为performSelector是运行时系统负责去找方法的，在编译时候不做任何校验；如果直接调用编译是会自动校验。
知道为甚么了吧，你添加方法是在运行时添加的，你在编译的时候还没有这个本类方法，所以当然不行啦。
//--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
5.动态变量控制
现在有一个Person类，创建 xiaoming对象
动态获取 XiaoMing 类中的所有属性 [当然包括私有]
Ivar *ivar = class_copyIvarList([self.xiaoming class], &count);
遍历属性找到对应name字段
const char *varName = ivar_getName(var);
修改对应的字段值成20
object_setIvar(self.xiaoMing, var, @"20");
代码参考
-(void)answer{
unsigned int count = 0;
Ivar *ivar = class_copyIvarList([self class], &count);
for (int i = 0; i < count; i++) {
Ivar var = ivar[i];
const char *varName = ivar_getName(var);
NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:varName];
if ([name isEqualToString:@"_age"]) {
object_setIvar(self, var, @"20");
break;
}
}
NSLog(@"XiaoMing's age is %@",self.age);
}
//--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
6.实现NSCoding的自动归档和解档
如果你实现过自定义模型数据持久化的过程，那么你也肯定明白，如果一个模型有许多个属性，那么我们需要对每个属性都实现一遍encodeObject和decodeObjectForKey方法，如果这样的模型又有很多个，这还真的是一个十分麻烦的事情。下面来看看简单的实现方式。
假设现在有一个Movie类，有3个属性。先看下.h文件
// Movie.h文件
//1. 如果想要当前类可以实现归档与反归档，需要遵守一个协议NSCoding
@interface Movie : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *movieId;
@property (nonatomic, copy) NSString *movieName;
@property (nonatomic, copy) NSString *pic_url;
@end
如果是正常写法，.m文件应该是这样的：
// Movie.m文件
@implementation Movie
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder
{
[aCoder encodeObject:_movieId forKey:@"id"];
[aCoder encodeObject:_movieName forKey:@"name"];
[aCoder encodeObject:_pic_url forKey:@"url"];
}
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
if (self = [super init]) {
self.movieId = [aDecoder decodeObjectForKey:@"id"];
self.movieName = [aDecoder decodeObjectForKey:@"name"];
self.pic_url = [aDecoder decodeObjectForKey:@"url"];
}
return self;
}
@end
如果这里有100个属性，那么我们也只能把100个属性都给写一遍吗。
不过你会使用runtime后，这里就有更简便的方法，如下。
#import "Movie.h"
#import
@implementation Movie
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder{
unsigned int count = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count);
for (int i = 0; i < count;i++){
// 取出i位置对应的成员变量
Ivar ivar = ivars[i];
// 查看成员变量
const char *name = ivar_getName(ivar);
// 归档
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
id value = [self valueForKey:key];
[encoder encodeObject:value forKey:key];
}
free(ivars);
}
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)decoder
{
if (self = [super init]) {
unsigned int count = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count);
for (int i = 0; i < count;i++){
// 取出i位置对应的成员变量
Ivar ivar = ivars[i];
// 查看成员变量
const char *name = ivar_getName(ivar);
// 归档
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
id value = [decoder decodeObjectForKey:key];
// 设置到成员变量身上
[self setValue:value forKey:key];
}
free(ivars);
}
return self;
}
@end
这样的方式实现，不管有多少个属性，写这几行代码就搞定了。怎么，代码有点多，
好说下面看看更加简便的方法：两句代码搞定。
#define encodeRuntime \
unsigned int count = 0;\
Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count);\
for (int 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];\
[encoder encodeObject:value forKey:key];\
}\
free(ivars);
#define initCoderRuntime \
if (self = [super init]) {\
unsigned int count = 0;\
Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count);\
for (int i = 0; i < count;i++){\
Ivar ivar = ivars[i];\
const char *name = ivar_getName(ivar);\
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];\
id value = [decoder decodeObjectForKey:key];\
[self setValue:value forKey:key];\
}\
free(ivars);\
}\
return self;
优化：上面是encodeWithCoder和initWithCoder这两个方法抽成宏。我们可以把这两个宏单独放到一个文件里面，这里以后需要进行数据持久化的模型都可以直接使用这两个宏。
runtime 下Class的各项操作
下面是 runtime 下Class的常见方法 及 带有使用示例代码。各项操作，原著 http://www.jianshu.com/p/46dd81402f63
//--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
unsigned int count;
获取属性列表
objc_property_t *propertyList = class_copyPropertyList([self class], &count);
for (unsigned int i=0; i
const char *propertyName = property_getName(propertyList[i]);
NSLog(@"property---->%@", [NSString stringWithUTF8String:propertyName]);
}
获取方法列表
Method *methodList = class_copyMethodList([self class], &count);
for (unsigned int i; i
Method method = methodList[i];
NSLog(@"method---->%@", NSStringFromSelector(method_getName(method)));
}
获取成员变量列表
Ivar *ivarList = class_copyIvarList([self class], &count);
for (unsigned int i; i
Ivar myIvar = ivarList[i];
const char *ivarName = ivar_getName(myIvar);
NSLog(@"Ivar---->%@", [NSString stringWithUTF8String:ivarName]);
}
获取协议列表
__unsafe_unretained Protocol **protocolList = class_copyProtocolList([self class], &count);
for (unsigned int i; i
Protocol *myProtocal = protocolList[i];
const char *protocolName = protocol_getName(myProtocal);
NSLog(@"protocol---->%@", [NSString stringWithUTF8String:protocolName]);
}
现在有一个Person类，和person创建的xiaoming对象,有test1和test2两个方法
获得类方法
Class PersonClass = object_getClass([Person class]);
SEL oriSEL = @selector(test1);
Method oriMethod = _class_getMethod(xiaomingClass, oriSEL);
获得实例方法
Class PersonClass = object_getClass([xiaoming class]);
SEL oriSEL = @selector(test2);
Method cusMethod = class_getInstanceMethod(xiaomingClass, oriSEL);
添加方法
BOOL addSucc = class_addMethod(xiaomingClass, oriSEL, method_getImplementation(cusMethod), method_getTypeEncoding(cusMethod));
替换原方法实现
class_replaceMethod(toolClass, cusSEL, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));
交换两个方法的实现
method_exchangeImplementations(oriMethod, cusMethod);
常用方法
附：上面有提到写常用示例，这里再总结下 ~
// 得到类的所有方法
Method *allMethods = class_copyMethodList([Person class], &count);
// 得到所有成员变量
Ivar *allVariables = class_copyIvarList([Person class], &count);
// 得到所有属性
objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([Person class], &count);
// 根据名字得到类变量的Ivar指针，但是这个在OC中好像毫无意义
Ivar oneCVIvar = class_getClassVariable([Person class], name);
// 根据名字得到实例变量的Ivar指针
Ivar oneIVIvar = class_getInstanceVariable([Person class], name);
// 找到后可以直接对私有变量赋值
object_setIvar(_per, oneIVIvar, @"Mike");//强制修改name属性
/* 动态添加方法：
第一个参数表示Class cls 类型；
第二个参数表示待调用的方法名称；
第三个参数(IMP)myAddingFunction，IMP是一个函数指针，这里表示指定具体实现方法myAddingFunction；
第四个参数表方法的参数，0代表没有参数；
*/
class_addMethod([_per class], @selector(sayHi), (IMP)myAddingFunction, 0);
// 交换两个方法
method_exchangeImplementations(method1, method2);
// 关联两个对象
objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
/*
id object :表示关联者，是一个对象，变量名理所当然也是object
const void *key :获取被关联者的索引key
id value :被关联者，这里是一个block
objc_AssociationPolicy policy : 关联时采用的协议，有assign，retain，copy等协议，一般使用OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC
*/
// 获得某个类的类方法
Method class_getClassMethod(Class cls , SEL name)
// 获得某个类的实例对象方法
Method class_getInstanceMethod(Class cls , SEL name)
// 交换两个方法的实现
void method_exchangeImplementations(Method m1 , Method m2)
// 将某个值跟某个对象关联起来，将某个值存储到某个对象中
void objc_setAssociatedObject(id object , const void *key ,id value ,objc_AssociationPolicy policy)
// 利用参数key 将对象object中存储的对应值取出来
id objc_getAssociatedObject(id object , const void *key)
// 获得某个类的所有成员变量（outCount 会返回成员变量的总数）
Ivar *class_copyIvarList(Class cls , unsigned int *outCount)
// 获得成员变量的名字
const char *ivar_getName(Ivar v)
// 获得成员变量的类型
const char *ivar_getTypeEndcoding(Ivar v)
// 获取类里面所有方法
class_copyMethodList(__unsafe_unretained Class cls, unsigned int *outCount)// 本质:创建谁的对象
// 获取类里面属性
class_copyPropertyList(__unsafe_unretained Class cls, unsigned int *outCount)
runtime 几个参数概念
以上的几种方法应该算是runtime在实际场景中所应用的大部分的情况了，平常的编码中差不多足够用了。
这里在对runtime几个参数概念，做一简单说明
1、objc_msgSend
这是个最基本的用于发送消息的函数。
其实编译器会根据情况在objc_msgSend，objc_msgSend_stret,，objc_msgSendSuper， 或objc_msgSendSuper_stret四个方法中选择一个来调用。如果消息是传递给超类，那么会调用名字带有Super的函数；如果消息返回值是数据结构而不是简单值时，那么会调用名字带有stret的函数。
2、SEL
objc_msgSend函数第二个参数类型为SEL，它是selector在Objc中的表示类型（Swift中是Selector类）。selector是方法选择器，可以理解为区分方法的ID，而这个ID的数据结构是SEL:
typedef struct objc_selector *SEL;
其实它就是个映射到方法的C字符串，你可以用 Objc 编译器命令@selector()``或者 Runtime系统的sel_registerName函数来获得一个SEL类型的方法选择器。
3、id
objc_msgSend第一个参数类型为id，大家对它都不陌生，它是一个指向类实例的指针：
typedef struct objc_object *id;
那objc_object又是啥呢：
struct objc_object { Class isa; };
objc_object结构体包含一个isa指针，根据isa指针就可以顺藤摸瓜找到对象所属的类。
4、runtime.h里Class的定义
struct objc_class {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;//每个Class都有一个isa指针
if !OBJC2
Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE;//父类
const char *name OBJC2_UNAVAILABLE;//类名
long version OBJC2_UNAVAILABLE;//类版本
long info OBJC2_UNAVAILABLE;//!*!供运行期使用的一些位标识。如：CLS_CLASS (0x1L)表示该类为普通class; CLS_META(0x2L)表示该类为metaclass等(runtime.h中有详细列出)
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;//实例大小
struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE;//存储每个实例变量的内存地址
struct objc_method_list *methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;//!!根据info的信息确定是类还是实例，运行什么函数方法等
struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE;//缓存
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE;//协议
endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
可以看到运行时一个类还关联了它的超类指针，类名，成员变量，方法，缓存，还有附属的协议。
在objc_class结构体中：``ivars是objc_ivar_list指针；methodLists是指向objc_method_list指针的指针。也就是说可以动态修改*methodLists的值来添加成员方法，这也是Category实现的原理。
什么是 method swizzling（俗称黑魔法）
简单说就是进行方法交换
在Objective-C中调用一个方法，其实是向一个对象发送消息，查找消息的唯一依据是selector的名字。利用Objective-C的动态特性，可以实现在运行时偷换selector对应的方法实现，达到给方法挂钩的目的
每个类都有一个方法列表，存放着方法的名字和方法实现的映射关系，selector的本质其实就是方法名，IMP有点类似函数指针，指向具体的Method实现，通过selector就可以找到对应的IMP。
selector --> 对应的IMP
交换方法的几种实现方式
利用method_exchangeImplementations交换两个方法的实现
利用class_replaceMethod替换方法的实现
利用method_setImplementation来直接设置某个方法的IMP。
交换方法
这里可以参考简友这篇：【Runtime Method Swizzling开发实例汇总】http://www.jianshu.com/p/f6dad8e1b848
最后一道面试题的注解
下面的代码输出什么?
@implementation Son : NSObject
- (id)init
{
self = [super init];
if (self) {
NSLog(@"%@", NSStringFromClass([self class]));
NSLog(@"%@", NSStringFromClass([super class]));
}
return self;
}
@end
先思考一下，会打印出来什么❓
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答案：都输出 Son
class获取当前方法的调用者的类，superClass获取当前方法的调用者的父类，super仅仅是一个编译指示器，就是给编译器看的，不是一个指针。
本质：只要编译器看到super这个标志，就会让当前对象去调用父类方法，本质还是当前对象在调用
这个题目主要是考察关于objc中对self和super的理解：
self是类的隐藏参数，指向当前调用方法的这个类的实例。而super本质是一个编译器标示符，和self是指向的同一个消息接受者
当使用self调用方法时，会从当前类的方法列表中开始找，如果没有，就从父类中再找；
而当使用super时，则从父类的方法列表中开始找。然后调用父类的这个方法
调用[self class]时，会转化成objc_msgSend函数
id objc_msgSend(id self, SEL op, ...)
- 调用
[super class]时，会转化成objc_msgSendSuper函数.
id objc_msgSendSuper(struct objc_super *super, SEL op, ...)
第一个参数是 objc_super 这样一个结构体，其定义如下
struct objc_super {
__unsafe_unretained id receiver;
__unsafe_unretained Class super_class;
};
第一个成员是 receiver, 类似于上面的 objc_msgSend函数第一个参数self
第二个成员是记录当前类的父类是什么，告诉程序从父类中开始找方法，找到方法后，最后内部是使用 objc_msgSend(objc_super->receiver, @selector(class))去调用， 此时已经和[self class]调用相同了，故上述输出结果仍然返回 Son
objc Runtime 开源代码对- (Class)class方法的实现
-(Class)class { return object_getClass(self);
}
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Runtime & Runloop 面试最常问到的题整理【建议看】
整理原文：2017年5月iOS招人心得（附面试题）
objc在向一个对象发送消息时，发生了什么？
什么时候会报unrecognized selector错误？iOS有哪些机制来避免走到这一步？
能否向编译后得到的类中增加实例变量？能否向运行时创建的类中添加实例变量？为什么？
runtime如何实现weak变量的自动置nil？
给类添加一个属性后，在类结构体里哪些元素会发生变化？
RunLoop
runloop是来做什么的？runloop和线程有什么关系？主线程默认开启了runloop么？子线程呢？
runloop的mode是用来做什么的？有几种mode？
为什么把NSTimer对象以NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）添加到主运行循环以后，滑动scrollview的时候NSTimer却不动了？
苹果是如何实现Autorelease Pool的？
//-------------------- 【我是分割线】 ---------------------//
整理原文：2017年iOS面试题总结，附上答案
Runtime
01
问题：objc在向一个对象发送消息时，发生了什么？
解答：根据对象的 isa 指针找到类对象 id，在查询类对象里面的 methodLists 方法函数列表，如果没有在好到，在沿着 superClass ,寻找父类，再在父类 methodLists 方法列表里面查询，最终找到 SEL ,根据 id 和 SEL 确认 IMP（指针函数）,在发送消息；
消息转发过程的关键方法:
动态方法解析
向当前类发送resolveInstanceMethod:消息，检查是否动态向类添加了方 法，如果返回YES，则系统认为方法已经被添加，则会重新发送消息。
快速消息转发
检查当前类是否实现forwardingTargetForSelector:方法，若实现则调 用，如果方法返回值为非nil或非self的对象，则向返回的对象重新发送消息。
标准消息转发
Runtime发送methodSignatureForSelector:消息获取selector对应方法的签名，如果有方法签名返回，则根据方法签名创建描述消息的NSInvocation，向当前对象发送forwardInvocation:消息，如果没有方法签名返回，即返回值为nil，则向当前对象发送doesNotRecognizeSelector:消息，应用崩溃退出
消息转发
03
问题：什么时候会报unrecognized selector错误？iOS有哪些机制来避免走到这一步？
解答：当发送消息的时候，我们会根据类里面的 methodLists 列表去查询我们要动用的SEL，当查询不到的时候，我们会一直沿着父类查询，当最终查询不到的时候我们会报unrecognized selector错误，当系统查询不到方法的时候，会调用+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel动态解释的方法来给我一次机会来添加，调用不到的方法。或者我们可以再次使用-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector重定向的方法来告诉系统，该调用什么方法，一来保证不会崩溃。
04
问题：能否向编译后得到的类中增加实例变量？能否向运行时创建的类中添加实例变量？为什么？
解答：1、不能向编译后得到的类增加实例变量 2、能向运行时创建的类中添加实例变量。【解释】：1. 编译后的类已经注册在 runtime 中,类结构体中的 objc_ivar_list 实例变量的链表和 instance_size 实例变量的内存大小已经确定，runtime会调用 class_setvarlayout 或 class_setWeaklvarLayout 来处理strong weak 引用.所以不能向存在的类中添加实例变量。2. 运行时创建的类是可以添加实例变量，调用class_addIvar函数. 但是的在调用 objc_allocateClassPair 之后，objc_registerClassPair 之前,原因同上.
05
问题：runtime如何实现weak变量的自动置nil？
解答：runtime 对注册的类， 会进行布局，对于 weak 对象会放入一个 hash 表中。 用 weak 指向的对象内存地址作为 key，当此对象的引用计数为0的时候会 dealloc，假如 weak 指向的对象内存地址是a，那么就会以a为键， 在这个 weak 表中搜索，找到所有以a为键的 weak 对象，从而设置为 nil。
06
问题：给类添加一个属性后，在类结构体里哪些元素会发生变化？
解答：instance_size ：实例的内存大小；objc_ivar_list *ivars:属性列表
RunLoop
01
问题：runloop是来做什么的？runloop和线程有什么关系？主线程默认开启了runloop么？子线程呢？
解答：runloop: 从字面意思看：运行循环、跑圈，其实它内部就是do-while循环，在这个循环内部不断地处理各种任务（比如Source、Timer、Observer）事件。runloop和线程的关系：一个线程对应一个RunLoop，主线程的RunLoop默认创建并启动，子线程的RunLoop需手动创建且手动启动（调用run方法）。RunLoop只能选择一个Mode启动，如果当前Mode中没有任何Source(Sources0、Sources1)、Timer，那么就直接退出RunLoop。
02
问题：runloop的mode是用来做什么的？有几种mode？
解答：model:是runloop里面的运行模式，不同的模式下的runloop处理的事件和消息有一定的差别。系统默认注册了5个Mode:（1）kCFRunLoopDefaultMode: App的默认 Mode，通常主线程是在这个 Mode 下运行的。（2）UITrackingRunLoopMode: 界面跟踪 Mode，用于 ScrollView 追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其他 Mode 影响。（3）UIInitializationRunLoopMode: 在刚启动 App 时第进入的第一个 Mode，启动完成后就不再使用。（4）GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到。（5）kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位的 Mode，没有实际作用。注意iOS 对以上5中model进行了封装 NSDefaultRunLoopMode、NSRunLoopCommonModes
03
问题：为什么把NSTimer对象以NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）添加到主运行循环以后，滑动scrollview的时候NSTimer却不动了？
解答：nstime对象是在 NSDefaultRunLoopMode下面调用消息的，但是当我们滑动scrollview的时候，NSDefaultRunLoopMode模式就自动切换到UITrackingRunLoopMode模式下面，却不可以继续响应nstime发送的消息。所以如果想在滑动scrollview的情况下面还调用nstime的消息，我们可以把nsrunloop的模式更改为NSRunLoopCommonModes.
04
问题：苹果是如何实现Autorelease Pool的？
解答：Autorelease Pool作用：缓存池，可以避免我们经常写relase的一种方式。其实就是延迟release，将创建的对象，添加到最近的autoreleasePool中，等到autoreleasePool作用域结束的时候，会将里面所有的对象的引用计数器 - autorelease.
其他runtime 完整总结 https://www.jianshu.com/p/6b905584f536
