iOS之runtime詳解api(一)

時間  2019-11-17
標籤 ios runtime 詳解 api 欄目 iOS 简体版
原文   原文鏈接

什麼是runtime？

runtime在iOS中是「運行時」的含義，是一套用c語言寫的api,不少人會用可是也僅僅用過最最經常使用的幾個函數，此次，我將詳細的帶着你們探索下runtime的API，這一章就說下<objc/runtime.h>這個文件裏的API,而且我會把不適用於ARC和不支持64位的API剔除掉。git

1.Class相關

首先，咱們先看一個簡單的函數:github

const char * _Nonnull
class_getName(Class _Nullable cls)
OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

這個函數是經過傳入Class類型的cls來獲得Class的名字。那咱們測試下這個函數：api

-(void)getName {
    const char* name = class_getName([Person class]);
    NSLog(@"name = %s",name);
}
複製代碼

其中[Person class]OC中得到Class的方法，固然，你也能夠用runtime裏面的objc_getClass等函數，後面我也會講到。 運行結果:數組

name = Person
複製代碼

咱們能夠看到打印出來的結果就是類的名字。 上面既然用到了[Person class]，那咱們就看下在runtime中[Person class]的替代函數，都是經過名字來得到Classbash

Class _Nullable
objc_getClass(const char * _Nonnull name)
OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);

Class _Nullable
objc_lookUpClass(const char * _Nonnull name)
OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);

Class _Nonnull
objc_getRequiredClass(const char * _Nonnull name)
OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

那這三個有什麼區別，從結論上講，objc_getClass和objc_lookUpClass的效果是一致的，在最新的源碼裏面，這兩個方法調用的底層也是一致的，當你要找的類不存在的話，就返回nil，而objc_getRequiredClass裏你要找的類不存在的話，就會崩潰。下面咱們來測試下，咱們建立一個Person類。函數

-(void)getClass {
    const char* name = "Person1";
    const char* name_exist = "Person";
    Class class1_exist = objc_getClass(name_exist );
    NSLog(@"class1_exist = %@",class1_exist);

    Class class1 = objc_getClass(name);
    NSLog(@"class1 = %@",class1);
    Class class2_exist = objc_lookUpClass(name_exist );
    NSLog(@"class2_exist = %@",class2_exist);
    Class class2 = objc_lookUpClass(name );
    NSLog(@"class2 = %@",class2);

    Class class3_exist = objc_getRequiredClass(name_exist );
    NSLog(@"class3_exist = %@",class3_exist);
    Class class3 = objc_getRequiredClass(name );
    NSLog(@"class3 = %@",class3);
}
複製代碼

運行結果：測試

2019-02-21 16:58:39.173892+0800 Runtime-Demo[91840:2890084] class1_exist = Person
2019-02-21 16:58:39.173939+0800 Runtime-Demo[91840:2890084] class1 = (null)
2019-02-21 16:58:39.173951+0800 Runtime-Demo[91840:2890084] class2_exist = Person
2019-02-21 16:58:39.173960+0800 Runtime-Demo[91840:2890084] class2 = (null)
2019-02-21 16:58:39.173969+0800 Runtime-Demo[91840:2890084] class3_exist = Person
objc[91840]: link error: class 'Person1' not found.
複製代碼

最後也確實崩潰了，因此你們使用objc_getRequiredClass這個函數時候要慎重當心。 除了用名字得到類對象之外，還能夠用實例對象來獲取：ui

Class _Nullable
object_getClass(id _Nullable obj)
OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

咱們測試下：atom

-(void)getClassWithObjc {
    Person* person = [Person new];
    Class class = object_getClass(person);
    NSLog(@"class = %@",class);
}
複製代碼

運行結果：spa

class = Person
複製代碼

徹底沒問題。 Class不只能夠表明類對象，也能夠表明元類對象，下面這個函數就是經過名字獲取元類對象。

Class _Nullable
objc_getMetaClass(const char * _Nonnull name)
OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

若是你讀過源碼的話，你就會清楚元類對象儲存的是類方法，類對象儲存的是實例方法，在後面講到Method相關的API的時候，咱們在具體講他們之間的區別。

講到元類對象，咱們還要關注下這個函數，

BOOL
class_isMetaClass(Class _Nullable cls)
OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

這個函數是用來判斷是不是元類對象。

-(void)isMetaClass {
    const char* name = "Person";
    BOOL isMetaClass1 = class_isMetaClass(objc_getMetaClass(name ));
    BOOL isMetaClass2 = class_isMetaClass(objc_getClass(name));
    NSLog(@"objc_getMetaClass = %d,objc_getClass = %d",isMetaClass1,isMetaClass2);
}
複製代碼

運行結果：

objc_getMetaClass = 1,objc_getClass = 0
複製代碼

咱們能夠看到objc_getMetaClass生成纔是元類對象，objc_getClass生成的只是類對象。 那麼有沒有函數區分類（元類）對象和實例對象呢？固然有：

BOOL
object_isClass(id _Nullable obj)
OBJC_AVAILABLE(10.10, 8.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

這個方法只要是類對象或者元類對象都會返回YES：

-(void)isClass {
    Person* person = [Person new];
    BOOL isClass_objc = object_isClass(person);
    BOOL isClass_class = object_isClass(objc_getClass("Person"));
    BOOL isClass_metaClass = object_isClass(objc_getMetaClass("Person"));

    NSLog(@"isClass_objc = %d isClass_class = %d isClass_metaClass = %d",isClass_objc,isClass_class,isClass_metaClass);
}
複製代碼

運行結果：

isClass_objc = 0  isClass_class = 1  isClass_metaClass = 1
複製代碼

固然也能夠得到父類對象。

Class _Nullable
class_getSuperclass(Class _Nullable cls)
OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

咱們新建一個繼承Person的類Student，而後咱們經過Student類來得到Person類。

-(void)getSuperclass {
    Class class = class_getSuperclass(objc_getClass("Student"));
    NSLog(@"class = %@",class);
}
複製代碼

運行結果：

class = Person
複製代碼

Student的父類確實是Person。

咱們知道OC裏面能夠強轉類型，固然，runtime裏面也有相關方法

Class _Nullable
object_setClass(id _Nullable obj, Class _Nonnull cls)
OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

這個方法的意思是給一個實例對象設置新的類，返回舊的類

-(void)setClass {
    Student* student = [Student new];
    Class class = object_setClass(student, objc_getClass("Person"));
    NSLog(@"oldClass = %@",class);
    NSLog(@"newStudent = %@",student);
}
複製代碼

運行結果：

2019-02-21 17:38:17.388341+0800 Runtime-Demo[92493:2904857] oldClass = Student
2019-02-21 17:38:17.388413+0800 Runtime-Demo[92493:2904857] newStudent = <Person: 0x282dd8b50>
複製代碼

咱們能夠看出開始的時候student的類是Student，用了object_setClass後就是Person類了。 runtime的動態性還能夠動態新增類，下面四個函數分別表示爲一個類分配內存，註冊一個類，複製一個類，銷燬一個類

Class _Nullable
objc_allocateClassPair(Class _Nullable superclass, const char * _Nonnull name,
                       size_t extraBytes)
OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

建立一個新類，superclass是新類所繼承的類，若是爲nil，superclass就默認爲根類，也就是NSObject，extraBytes是在類和元類對象的末尾爲索引ivars分配的字節數。這通常是0，name是新類的名字。

void
objc_registerClassPair(Class _Nonnull cls)
OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

註冊類，若是這個類objc_allocateClassPair好了，就必須objc_registerClassPair才能使用。

Class _Nonnull
objc_duplicateClass(Class _Nonnull original, const char * _Nonnull name,
                    size_t extraBytes)
OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

這個方法在系統KVO的底層用過，系統不推薦咱們本身用。

void
objc_disposeClassPair(Class _Nonnull cls)
OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

objc_disposeClassPair只能銷燬經過objc_allocateClassPair建立的類。 咱們寫個demo來測試這些方法，objc_duplicateClass官方不建議使用，那麼咱們就不測試這函數。

-(void)classLifeCycle {
    Class class = objc_allocateClassPair(objc_getClass("Person"), "Teacher" , 0);
    const char* name = class_getName(class);
    Class allocateClass = objc_getClass(name);
    NSLog(@"allocateClass = %@",allocateClass);
    
    objc_registerClassPair(class);
    Class registerClass = objc_getClass(name);
    NSLog(@"registerClass = %@",registerClass);
    
    objc_disposeClassPair(class);
    Class disposeClass = objc_getClass(name);
    NSLog(@"disposeClass = %@",disposeClass);
}
複製代碼

運行結果：

2019-02-22 09:37:52.705001+0800 Runtime-Demo[99587:3143177] allocateClass = (null)
2019-02-22 09:37:52.705049+0800 Runtime-Demo[99587:3143177] registerClass = Teacher
2019-02-22 09:37:52.705071+0800 Runtime-Demo[99587:3143177] disposeClass = (null)
複製代碼

咱們能夠知道若是僅僅只是objc_allocateClassPair的話，你是找不到這個類的，必須再objc_registerClassPair才能夠找到，objc_disposeClassPair則是把類銷燬掉，因此再實際開發中，若是咱們再也不使用自建類的時候，就要及時銷燬，節省內存。

下面兩個函數是關於整個工程的類列表的函數：

Class _Nonnull * _Nullable
objc_copyClassList(unsigned int * _Nullable outCount)
OBJC_AVAILABLE(10.7, 3.1, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

這個函數是得到全部註冊類的列表，咱們試用下：

-(void)copyClassList {
    unsigned int outCount;
    Class *classes = objc_copyClassList(&outCount);
    NSLog(@"outCount = %d",outCount);
    for (int i = 0; i < outCount; i++) {
        NSLog(@"%s", class_getName(classes[i]));
    }
    free(classes);
}
複製代碼

運行結果：

2019-02-22 09:52:12.218871+0800 Runtime-Demo[99840:3149922] outCount = 15765
2019-02-22 09:52:12.218939+0800 Runtime-Demo[99840:3149922] _CNZombie_
2019-02-22 09:52:12.218953+0800 Runtime-Demo[99840:3149922] JSExport
2019-02-22 09:52:12.218963+0800 Runtime-Demo[99840:3149922] NSLeafProxy
......
......
複製代碼

咱們看到註冊的類有15765個。 objc_getClassList也是獲取註冊類的方法.

int
objc_getClassList(Class _Nonnull * _Nullable buffer, int bufferCount)
OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

第一個參數buffer已分配好內存空間的數組指針，bufferCount是數組的個數，若是bufferCount的數量小於實際的數組數量，那麼buffer返回的是全部數組集合的任意一個子類。若是buffer爲NULL，那麼bufferCount爲0。不管那種狀況，返回結果都是當前註冊類的總數。

-(void)getClassList {
    int bufferCount = 4;
    Class* buffer = (Class*)malloc(sizeof(Class)* bufferCount);
    int count1 = objc_getClassList(buffer, bufferCount);
    for (unsigned int i =0; i <bufferCount; i++) {
        NSLog(@"name = %s",class_getName(buffer[i]));
    }
    NSLog(@"count1 = %d",count1);

    int count2 = objc_getClassList(NULL, 0);
    NSLog(@"count2 = %d",count2);
}
複製代碼

運行結果：

2019-02-22 10:14:34.487051+0800 Runtime-Demo[354:3159864] name = _CNZombie_
2019-02-22 10:14:34.487145+0800 Runtime-Demo[354:3159864] name = JSExport
2019-02-22 10:14:34.487158+0800 Runtime-Demo[354:3159864] name = NSLeafProxy
2019-02-22 10:14:34.487173+0800 Runtime-Demo[354:3159864] name = NSProxy
2019-02-22 10:14:34.487186+0800 Runtime-Demo[354:3159864] count1 = 15765
2019-02-22 10:14:34.493662+0800 Runtime-Demo[354:3159864] count2 = 15765
複製代碼
size_t
class_getInstanceSize(Class _Nullable cls)
OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

返回類實例的大小。

-(void)getInstanceSize {
    size_t size = class_getInstanceSize(objc_getClass("Person"));
    NSLog(@"size = %zu",size);
}
複製代碼

運行結果

size = 8
複製代碼

一個沒有變量或屬性的繼承於NSObject的類佔有8個字節。 還有個方法是：

id _Nullable
class_createInstance(Class _Nullable cls, size_t extraBytes)
OBJC_RETURNS_RETAINED
OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

這是一個建立實例的方法，cls是要建立的類，extraBytes是額外的字節內存，用來存儲類定義中的實例變量以外的其餘實例變量。在源碼中alloc方法底層就是用的這個函數。那麼，咱們用這個函數來初始化Person類：

-(void)createInstance {
    Person* person = class_createInstance(objc_getClass("Person"), 0);
    NSLog(@"%@",person);
}
複製代碼

運行結果:

<Person: 0x60000343d2f0>
複製代碼

確實可以成功建立出來。 最後剩下兩個方法：

int
class_getVersion(Class _Nullable cls)
OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);

void
class_setVersion(Class _Nullable cls, int version)
OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

這兩個方法都和version有關，這個version在實際中我也沒發現用處，多是在改變類的變量或者方法時給定一個標識.

-(void)version {
    int verson = class_getVersion(objc_getClass("Person"));
    NSLog(@"version = %d",verson);
    class_setVersion(objc_getClass("Person"), 10);
    int newVersion = class_getVersion(objc_getClass("Person"));
    NSLog(@"newVersion = %d",newVersion);
}
複製代碼

運行結果

2019-02-22 11:29:57.325309+0800 Runtime-Demo[526:167322] version = 0
2019-02-22 11:29:57.325349+0800 Runtime-Demo[526:167322] newVersion = 10
複製代碼

2.objc_category or Category相關

下面咱們將使用runtime裏面最最經常使用的api，也就是給分類綁定對象，這裏，咱們先了解下，一個枚舉：

typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy) {
    OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0,           /**< Specifies a weak reference to the associated object. */
    OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, /**< Specifies a strong reference to the associated object.
                                            *   The association is not made atomically. */
    OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3,   /**< Specifies that the associated object is copied.
                                            *   The association is not made atomically. */
    OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401,       /**< Specifies a strong reference to the associated object.
                                            *   The association is made atomically. */
    OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403          /**< Specifies that the associated object is copied.
                                            *   The association is made atomically. */
};
複製代碼

objc_AssociationPolicy是一個枚舉，裏面的枚舉值分別表明要添加的屬性的修飾類型。 OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN至關於weak OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC至關於strong和nonatomic OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC至關於copy和nonatomic OBJC_ASSOCIATION_RETAIN至關於strong和atomic OBJC_ASSOCIATION_COPY至關於copy和atomic 關於分類的runtime函數，主要有下面3個：

void
objc_setAssociatedObject(id _Nonnull object, const void * _Nonnull key,
                         id _Nullable value, objc_AssociationPolicy policy)
OBJC_AVAILABLE(10.6, 3.1, 9.0, 1.0, 2.0);

id _Nullable
objc_getAssociatedObject(id _Nonnull object, const void * _Nonnull key)
OBJC_AVAILABLE(10.6, 3.1, 9.0, 1.0, 2.0);

void
objc_removeAssociatedObjects(id _Nonnull object)
OBJC_AVAILABLE(10.6, 3.1, 9.0, 1.0, 2.0);
複製代碼

含義分別爲設置關聯對象，得到關聯對象，刪除關聯對象。 咱們知道若是在分類的.h文件設置屬性並無用，調用的時候會發生閃退，這是由於系統並無自動爲屬性生成Set和Get方法，因此，咱們用上面三個方法來手動關聯對象。 咱們建立一個 Person的分類Person+Actor.h，在.h文件裏新建一個新屬性@property(nonatomic, assign)float actingSkill而不作其餘任何處理，這時候，.m文件就會有警告。

屏幕快照 2019-02-23 下午12.41.52.png
這就告訴咱們須要手動實現 setActingSkill:和 actingSkill方法： .m文件 

#import "Person+Actor.h"
#import <objc/runtime.h>
static const char* key = "actingSkill";
@implementation Person (Actor)

-(void)setActingSkill:(float)actingSkill {
    NSNumber *actingSkillObjc = [NSNumber numberWithFloat:actingSkill];
    objc_setAssociatedObject(self, key, actingSkillObjc, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
}

-(float)actingSkill {
    NSNumber *actingSkillObjc = objc_getAssociatedObject(self, key);
    return [actingSkillObjc floatValue];
}

@end
複製代碼

這時候就綁定好了。 在ViewController裏面去使用下這個屬性

-(void)testCategory {
    _person = [Person new];
    _person.actingSkill = 0.1;
    NSLog(@"actingSkill = %f",_person.actingSkill);
}
複製代碼

運行結果：

actingSkill = 0.100000
複製代碼

說明set和get方法都成功了。 那麼還有一個objc_removeAssociatedObjects方法還沒用，這個方法是解除綁定，爲了測試這個效果，咱們在ViewController裏面touchesBegan裏面去調用這個方法。

-(void)testCategory {
    _person = [Person new];
    _person.actingSkill = 0.1;
    NSLog(@"actingSkill = %f",_person.actingSkill);
}


- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    [super touchesBegan:touches withEvent:event];
    if (_person) {
        objc_removeAssociatedObjects(_person);
        NSLog(@"actingSkill2 = %f",_person.actingSkill);
    }
}
複製代碼

運行結果：

2019-02-23 13:21:13.090961+0800 Runtime-Demo[2964:201009] actingSkill = 0.100000
2019-02-23 13:24:24.585347+0800 Runtime-Demo[2964:201009] actingSkill2 = 0.000000
複製代碼

以前綁定的結果被移除了。 今天咱們這一篇就講到這，runtime還有不少其餘的用法咱們下一篇見。 對了，這個是demo，喜歡的能夠點個星。

相關文章
相關標籤/搜索
每日一句
    每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
本站公眾號
   歡迎關注本站公眾號,獲取更多信息
聯繫我們 最近搜索 最新文章 沪ICP备13005482号-10 MyBatis教程 SQL 教程 MySQL教程 Java 教程 Thymeleaf 教程 Hibernate教程 Spring教程 Redis教程