iOS －－runtime理解與應用

1.什麼是Runtime？

我所理解的runtime是一個使用C編寫的庫,爲C添加了面向對象的特性,它是一個庫(Runtime Library中文:運行時庫).在這個庫中能夠用C函數來實現方法,對象也能夠用C語言的結構體來表示…全部oc的方法的背後都是經過runtime來運行的.

2.runtime的使用

（1）利用runtime的消息發送機制調用方法

首先新建一個類RuntimeModel，並實現對象方法eat，在RuntimeViewController中調用eat方法，使用oc來語言來實現很簡單了

RuntimeModel * model=[[RuntimeModel alloc]init];
[model eat];
複製代碼

接下來一點點用runtime實現上面的代碼，導入runtime的頭文件#import <objc/message.h>，因爲xcode5.0開始蘋果不建議咱們使用底層的代碼，因此target->build setting->搜索msg->將YES改成NO，這樣接下來咱們用runtime的時候纔會出現提示。 咱們使用objc_msgSend(<#id self#>, <#SEL op, ...#>)這個方法，能夠看到須要兩個參數，第一個參數是id類型，表明誰要發送消息，第二個參數是要把消息發送給誰，咱們用runtime來實現[model eat];這個方法。

objc_msgSend(model, sel_registerName("eat"));
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而初始化對象一樣是調用了alloc init這兩個方法。將導入的頭文件RuntimeModel去掉，用純c語言的代碼實現上面的功能。

objc_msgSend(objc_msgSend(objc_msgSend(objc_getClass("RuntimeModel"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init")), sel_registerName("eat"));
複製代碼

運行，咱們能夠看到在eat方法中的nslog被調用了，雖然咱們實現了功能，可是怎麼才能知道咱們的oc語言在運行時確實是被轉換成了c語言的代碼呢？ 新建工程，建立命令行工具。

新建一個person類，而後進入main.m中。 調用頭文件，在main中實例化person。 person * p=[[person alloc]init];關閉項目，打開終端，進入剛纔建的文件夾下， ls打開能夠看到剛纔咱們新建的類和main.m文件，接下來執行命令行 clang -rewrite-objc main.m 這時咱們能夠看到，在剛纔的工程中出現一個 main.cpp的文件，打開而且拖到最下面。

（2）交換方法

作爲oc的程序員最悲慘的就是，運行－－崩潰在main裏面，我尼瑪！！！ 例如：

NSURL * url=[NSURL URLWithString:@"www.baidu.com.啦啦"];
複製代碼

當咱們沒有進行編碼的時候，這個url在編譯的時候是有效的，可是一旦運行起來，這個url就會變爲nil。由於檢測不到這是一個無效的url，會繼續發送網絡請求。 怎麼辦呢？在下面用if作一個判斷？但是要在每個url下面都作判斷。這時候最早想到的必定是重寫。 建立一個url的分類，重寫URLWithString:<#(nonnull NSString *)#>可是，咱們看：

+(instancetype)URLWithString:(NSString *)URLString
{
    //  首先建立一個URL
    NSURL * url= ????????
    if (url==nil) {
        NSLog(@"有問題");
    }
    return url;
}
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咱們該怎麼建立呢，死循環了是否是，因此runtime就起做用了。 在分類中自定義一個方法

+(instancetype)TY_URLWithStr:(NSString *)Str;
{
    NSURL * url =[NSURL URLWithString:Str];
    if (url == nil) {
        NSLog(@"是空！！！！");
    }
    return url;
}
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可是咱們並非要每一次建立url都調用這個方法，由於程序裏有不少建立url的地方，咱們還繼續使用系統自帶的方法。在分類中實現load方法，當程序加載這個類的時候最早調用這個方法。導入頭文件，開始進行方法交換。

+(void)load
{
    //  Method : 成員方法
    //class_getClassMethod   拿到類方法
    //class_getInstanceMethod   拿到對象方法
    Method URLWithStr = class_getClassMethod([NSURL class], @selector(URLWithString:));
    Method TYURLWithStr = class_getClassMethod([NSURL class], @selector(TY_URLWithStr:));
    //  開始交換方法
    method_exchangeImplementations(URLWithStr, TYURLWithStr);
}
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記得將上面咱們自定義的方法中建立url的方法改變回去，否則再次死循環，改成

+(instancetype)TY_URLWithStr:(NSString *)Str;
{
    NSURL * url =[NSURL TY_URLWithStr:Str];
    if (url == nil) {
        NSLog(@"是空！！！！");
    }
    return url;
}
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是否是有種一葉落而知天下秋的感受。

（3）遍歷屬性列表簡化序列化

oc的序列化在這裏就很少說了，讓咱們來講一種常見的狀況，當須要歸檔的屬性過多時，咱們須要一條條的寫出來，十分繁瑣，有沒有可能簡化一些呢，若是單純的用for循環去作，那麼不一樣的類型該怎麼處理呢，這時候咱們的runtime又來了。首先建立一個Person類，多弄一些虛擬屬性。

//  .h
@property(nonatomic,strong) NSString * name;
@property(nonatomic,strong) NSString * name1;
@property(nonatomic,assign) int age;
@property(nonatomic,assign) int age1;
@property(nonatomic,assign) double age2;

// .m
-(void)encodeWithCoder:(NSCoder *)Coder
{
    
}

-(instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
    self=[super init];
    if (self) {
        
    }
    return self;
}
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實現思路：

-(void)encodeWithCoder:(NSCoder *)Coder
{
    for (int i = 0; i < 屬性數量; i++) {
    [Coder encodeObject:屬性值 forKey:屬性名稱];
    }
}
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那麼 回到controller中，導入runtime頭文件，使用一個方法class_copyIvarList(<#__unsafe_unretained Class cls#>, <#unsigned int *outCount#>)獲取屬性列表，第一個參數，傳入一個類[Person class]，第二個參數，傳入一個指針，在上面定義unsigned int count = 0;，而後傳入&count。這個count就是獲取的屬性的數量。同時在c語言中是不分.h.m的，因此不管是在哪一個文件中定義的屬性，均可以取到。

unsigned int count = 0;
class_copyIvarList([Person class], &count);
複製代碼

而後咱們須要定義一個Ivar類型的指針，這個指針會指向每個屬性，下面這個圖說明一下，他並非同時指向每個屬性，而是一個一個分別指向來獲取屬性。

咱們使用一個方法經過這個ivars去獲取屬性名稱。

unsigned int count = 0;
    Ivar * ivars = class_copyIvarList([Person class], &count);
    Ivar ivar = ivars[0];
    const char * name = ivar_getName(ivar);
    NSLog(@"%s",name);
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打印看到第一個屬性名，能夠改變ivars[第幾個]，去獲取第幾個。並且即便角標越界，依然不會崩潰。 那麼咱們回到person類中，直接用剛纔的代碼實現咱們最開始提出的問題。

//  歸檔
-(void)encodeWithCoder:(NSCoder *)Coder
{
    unsigned int count = 0;
    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 alloc]initWithUTF8String:name];
        //  使用KVC  拿出屬性的值
        [Coder encodeObject:[self valueForKey:key] forKey:key];
    }
}
//  解檔
-(instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)Decoder
{
    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];
            const char * name = ivar_getName(ivar);
            NSString * key = [[NSString alloc]initWithUTF8String:name];
            //  使用KVC  拿出屬性的值
            id value = [Decoder decodeObjectForKey:key];
            //  設置屬性
            [self setValue:value forKey:key];
        }

    }
    return self;
}
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經過上面的講述，這段代碼就很容易理解了。咱們用的是kvc的賦值和取值，因此任何類型的歸檔解檔都是沒有問題的。

（4）刨析KVO底層實現

咱們先用oc實現一個簡單的KVO監聽。

//   controller.m
self.c=[[Cat alloc]init];
self.d=[[Dog alloc]init];
    //  註冊監聽
[self.d addObserver:self.c forKeyPath:@"age" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];

//   cat.m
//  監聽到了object的對象keyPath屬性變化爲樂change
-(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context
{
    NSLog(@"監聽到了%@的對象%@屬性變化爲樂%@",object,keyPath,change);
}
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這是KVO最簡單的應用，那麼接下來咱們看一下KVO底層究竟是怎麼實現的呢？ 首先在KVO運行的時候會動態的添加一個類，繼承與被觀察者的類。名字叫作NSKVONotifying_Dog這個類。類名可不是瞎編的哦。而後在.m文件中，調用父類的set方法：

-(void)setAge:(int)age
{
    [super setAge:age];
    // 在子類中調用這兩個方法
    //  這個是 將要被改變的值是什麼
    [self willChangeValueForKey:@"age"];
    //   這個是   改變以後的新值是什麼
    [self didChangeValueForKey:@"age"];
}
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這樣就會監聽到改變而且傳值，可是爲何說KVO是這樣實現的呢？ 將剛纔新建的NSKVONotifying_Dog類刪掉，在controller中實現點擊改變值的方法

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    self.d.age=99;
}
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在賦值的地方打斷點，若是程序運行到這裏，d的類型變爲剛纔那個方法的類型，那麼就說明KVO就是這樣實現的。

（5）動態添加方法

首先建立一個Person類，而後在controller中實例化person直接能夠這樣直接調用一個不存在的方法

Person * p=[[Person alloc]init];
    [p performSelector:@selector(eat)];
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這樣雖然編譯能夠過，可是運行起來就會崩潰 這時候我沒回到person.m中，來看兩個方法

//  當這個類被調用沒有實現的類方法  就會來到這裏
+(BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel
{
    return [super resolveClassMethod:sel];
}
//  當這個類被調用沒有實現的對象方法  就會來到這裏
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
複製代碼

方法中的參數就是被調用的方法名，而後咱們須要實現一個名爲eat的函數

void eat(){
    NSLog(@"lalal");
}
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這時候，咱們將要用到一個方法class_addMethod(<#__unsafe_unretained Class cls#>, <#SEL name#>, <#IMP imp#>, <#const char *types#>)第一個參數：類類型，第二個參數：方法編號，第三個參數：方法實現（函數指針），第四個參數：返回值類型。關於這第四個參數，這是c語音，咱們該怎麼寫返回類型呢？去查一下官方文檔關於第四個參數的描述。

那麼咱們來實現代碼

+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    if (sel == @selector(eat)) {
        class_addMethod([Person class], sel, (IMP)eat, "v");
    }
    return [super resolveClassMethod:sel];
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

void eat(){
    NSLog(@"lalal");
}
複製代碼

這樣就完成了一個動態添加方法，而後咱們接着看文檔，文檔中有一段代碼示例

］

咱們能夠看到，當動態添加方法是會傳入兩個參數，實際上每個函數被調用時都會傳入這兩個參數，叫作隱式參數。參數一：調用了哪一個類的，參數二：調用了哪一個方法，咱們用nslog打印一下這兩個參數，在這以前須要改一下上面的第四個參數爲"v@:"，由於咱們返回值類型改變了。打印一下：

接下來，就是如何傳遞參數，咱們在調用方法的時候傳入一個參數

Person * p=[[Person alloc]init];
    [p performSelector:@selector(eat:) withObject:@"6666"];
複製代碼

回去Person類，將判斷的方法名改成eat:，並將eat函數增長一個參數：

+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    //  方法名的判斷
    if (sel == @selector(eat:)) {
        class_addMethod([Person class], sel, (IMP)eat, "v@:");
    }
    return [super resolveClassMethod:sel];
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

void eat(id self, SEL _cmd ,id obj){
    NSLog(@"%@ ",obj);
}
複製代碼

控制檯：

參數完美傳遞過來。