初識 Runtime

前言

以前在看一些第三方源碼的時候，時不時的能碰到一些關於運行時相關的代碼。因而乎，就閱讀了一些關於運行時的文章，感受寫的都不錯，寫此篇文章爲了記錄一下，同時也從新學習一遍。

Runtime簡介

• Runtime簡稱運行時，OC就是運行時機制。
• C語言中函數的調用在編譯的時候就會決定調用哪一個函數。
• 對於OC來講，屬於動態調用過程，在編譯的時候並不能決定調用哪一個函數，只有真正運行的時候纔會根據函數的名稱找到對應的函數來調用。
• 事實證實：
  1. 在編譯階段，OC能夠調用任何函數，即便這個函數並未實現，只要申明就不會報錯。
  2. 在編譯階段，C語言調用未實現的函數就會報錯。

Runtime的做用

發送消息

• 方法調用的本質就是向對象發送消息。
• objc_msgSend,只有對象才能發送消息，所以以objc開頭。注意：在oc中，不管是實例對象仍是Class，都是id類型的對象

• 讓咱們來看看方法調用轉化成運行時的代碼，看看調用方法的真面目吧。

  1. 新建一個命令行工程

  2. 而後在main方法裏面寫上

     int main(int argc, const char * argv[]) {
         @autoreleasepool {
             NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
         }
         return 0;
     }

  3. 用終端跳轉到工程所在的根目錄，而後命令行運行clang -rewrite-objc main.m

  4. 而後ls查看一下當前目錄能夠看到有一個main.cpp文件，咱們用open main.cpp打開該文件，能夠看到一大串代碼，咱們能夠直接翻到底部，能夠看到這樣的代碼：

     int main(int argc, const char * argv[]) {
         /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 
                 NSObject *obj = ((NSObject *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)((NSObject *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("NSObject"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init"));
             }
             return 0;
     }

  5. 刪除掉一些強制轉換，將上面的代碼簡化後：

     int main(int argc, const char * argv[]) {
         /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 
                 NSObject *obj = objc_msgSend(objc_getClass("NSObject"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init"));
             }
         return 0;
         }

總結：到這裏，咱們能夠看到調用方法的本質就是發送消息了，而且能夠看到咱們寫的

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

上面這條語句發送了兩次消息，第一次發送了alloc消息，第二次發送了init消息。

給分類添加屬性

相信你們都知道分類是不能夠添加屬性的，不過咱們能夠經過運行時，給分類動態的添加屬性。

原理：給一個分類聲明屬性，其本質就是給這個類添加關聯，並非直接把這個值的內存空間添加到類存空間。

實踐

• 咱們給NSObject添加一個分類，而後聲明一個name屬性。

  #import <Foundation/Foundation.h>
      @interface NSObject (Extension)
      @property (nonatomic, copy) NSString *name;
      @end

• 咱們建立一個NSObject對象，而後給name屬性賦值，而且打印name的值。
  咱們能夠看到編譯成功，可是運行的時候就會華麗麗的崩潰，這就是所謂的不能給分類添加屬性的緣由了。不過咱們能夠經過運行時實現。

• 接下來咱們在.m文件重寫name屬性的setter以及getter方法。

  #import "NSObject+Extension.h"
      #import <objc/runtime.h>
      static const char *key = "name";
      @implementation NSObject (Extension)
      -(NSString *)name {
          // 根據關聯的key，獲取關聯的值
          return objc_getAssociatedObject(self, key);
      }
      -(void)setName:(NSString *)name {
          // 第一個參數：給哪一個對象添加關聯
          // 第二個參數：關聯的key，經過這個key獲取
          // 第三個參數：關聯的value
          // 第四個參數:關聯的策略
          objc_setAssociatedObject(self, key, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
      }
      @end

• 運行程序，編譯成功，運行也成功。

動態添加方法

• 開發使用場景: 若是一個類方法很是多，加載該類到內存的時候比較耗費資源，須要給每一個方法生成映射表，可使用運行時給該類動態添加方法來解決。(ps:我感受這個在開發中不經常使用)

實踐

• 建立一個繼承NSObject的Student類，聲明一個study方法。

  #import <Foundation/Foundation.h>
      @interface Student : NSObject
      -(void)study;
      @end

• 建立一個Student對象，調用study方法。

  Student *s = [[Student alloc] init];
     [s performSelector:@selector(study)];

  此時會出現一個經典的報錯：
  objc -[Student study]: unrecognized selector sent to instance 0x7fd719cbb2f0

  錯誤緣由:調用一個未實現的實例方法

• 咱們在Student類.m文件動態添加study方法的實現。

  #import "Student.h"
      #import <objc/runtime.h>
      @implementation Student
      // void(*)()
      // 默認方法都有兩個隱式參數，
      void studyStudent(id self, SEL sel){
          NSLog(@"%@--%@",self,NSStringFromSelector(sel));
      }
      // 當一個對象調用未實現的方法，會調用該方法處理，而且會把對應的方法列表傳進來，咱們能夠在這個方法裏判斷，未實現的方法是否是咱們想要動態添加的方法。
      +(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {    
          if (sel == @selector(study)) {
              // 第一個參數：給哪一個類添加方法
              // 第二個參數：添加方法的方法編號
              // 第三個參數：添加方法的函數實現（函數地址）
              // 第四個參數：函數的類型，(返回值+參數類型) v:void @:對象->self :表示SEL->_cmd
              class_addMethod(self, @selector(study), studyStudent, "v@:");
              // 注意：此處須要立刻結束此方法(不然，若是存在繼承關係的話，會調用到父類去)
              return YES;
          }
          return [super resolveInstanceMethod:sel];
      }
      @end

  交換方法實現

• 交換方法實現，也就是所謂的Method Swizzling。
• 場景一：若是你整個項目都作完了，而後產品經理告訴你想統計每個頁面停留的時長。

• 場景二：系統自帶的方法功能不夠，給系統自帶的方法擴展一些功能，而且保持原有功能。

實踐

場景一：統計整個項目每個頁面停留時長。(解決方法也不是惟一的)

• 方式一：找到全部的控制器，而後寫上：

  -(void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
         [super viewWillAppear:animated];
         [MobClick beginLogPageView:NSStringFromClass([self class])];
      }
      -(void)viewWillDisappear:(BOOL)animated {
         [super viewWillDisappear:animated];
         [MobClick endLogPageView:NSStringFromClass([self class])];
      }

  而後咱們一個項目可能有幾十個甚至上百個頁面須要統計，咱們總不可能每一個頁面都這樣寫吧。因而乎，就有了方式二。

• 方式二：全部的界面都繼承於一個基類，而後在基類中寫上

  -(void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
         [super viewWillAppear:animated];
         [MobClick beginLogPageView:NSStringFromClass([self class])];
      }
      -(void)viewWillDisappear:(BOOL)animated {
         [super viewWillDisappear:animated];
         [MobClick endLogPageView:NSStringFromClass([self class])];
      }

  但是一開始寫項目的時候，並無使用到繼承，因此又papapa地就整個項目的控制器都繼承於一個基類，重複地將每個控制器的繼承都該成了咱們建立的基類。可是，這樣解決真的好麼，有可能咱們有些界面是繼承自UITableViewController的，UICollectionViewController，等等。那麼你就可能會對這些控制器再單獨的寫上面的代碼了。

  好不容易將整個項目改過來了，而後某天，公司來了一位新人，你告訴他全部的類都要繼承自你寫的那個基類，新手老是會不經意地犯錯誤(也有多是人家尚未習慣)，有些類忘記繼承了，後期排查起來費力費時。那麼有沒有更好地解決方式呢？方式三就能夠處理這種問題。

• 方式三：使用Method Swizzling實現，給UIViewController寫一個分類。

  #import "UIViewController+Help.h"
      #import <objc/runtime.h>
      @implementation UIViewController (Help)
      +(void)load {
          static dispatch_once_t onceToken;
          dispatch_once(&onceToken, ^{
              Class class = [self class];
              methodSwizzling(class, @selector(viewWillAppear:), @selector(scott_viewWillAppear:));
              methodSwizzling(class, @selector(viewWillDisappear:), @selector(scott_viewWillDisappear:));
          });
      }
      void methodSwizzling(Class class, SEL originSelector, SEL swizzSelector){
          Method originMethod = class_getInstanceMethod(class, originSelector);
          Method swizzMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzSelector);
          BOOL isAddMethod = class_addMethod(class, originSelector, method_getImplementation(swizzMethod), method_getTypeEncoding(swizzMethod));
          if (isAddMethod) {
              class_replaceMethod(class, swizzSelector, method_getImplementation(originMethod), method_getTypeEncoding(originMethod));
          }else{
              method_exchangeImplementations(originMethod, swizzMethod);
          }
      }
      -(void)scott_viewWillAppear:(BOOL)animated {
          [self scott_viewWillAppear:animated];
          NSLog(@"調用自定義viewWillAppear");
      }
      -(void)scott_viewWillDisappear:(BOOL)animated {
          [self scott_viewWillDisappear:animated];
          NSLog(@"調用自定義viewWillDissappear");
      }
      @end

字典轉模型

這個單獨開一篇給你們講講吧。

結束語

但願經過本文能讓你們學習到一些關於Runtime的知識，若是有什麼疑問，歡迎你們一塊兒討論。