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目錄 RunTime 概述 RunTime消息機制 RunTime交換方法 RunTime消息轉發 RunTime關聯對象 RunTime實現字典與模型互轉 1.RunTime 概述我們在面試的時候，經常都會被問到這麼個問題：為什麼說OC是一門動態的語言？？？其實也就是想知道你對runtime的了 ...

RunTime 概述

RunTime消息機制

RunTime交換方法

RunTime消息轉發

RunTime關聯對象

RunTime實現字典與模型互轉

1.RunTime 概述

我們在面試的時候，經常都會被問到這麼個問題：為什麼說OC是一門動態的語言？？？其實也就是想知道你對runtime的瞭解程度。

•Objc是一門動態語言，所以它總是想辦法把一些決定工作從編譯連接推遲到運行時。也就是說只有編譯器是不夠的，還需要一個運行時系統 (runtime system) 來執行編譯後的代碼。這就是 Objective-C Runtime 系統存在的意義，它是整個Objc運行框架的一塊基石。 •RunTime簡稱運行時。OC就是運行時機制，其中最主要的是消息機制。對於C語言，函數的調用在編譯的時候會決定調用哪個函數。對於OC的函數，屬於動態調用過程，在編譯的時候並不能決定真正調用哪個函數，只有在真正運行的時候才會根據函數的名稱找到對應的函數來調用。 •Runtime基本是用C和彙編寫的，並且它是開源代碼，由蘋果和GNU各自維護一個開源的runtime版本，這兩個版本之間都在努力的保持一致。 •使用運行時，需要導入頭文件 #import <objc/runtime.h>，並且xcode5之後，蘋果不建議使用底層方法，如果想要使用運行時，需要關閉嚴格檢查objc_msgSend的調用，BuildSetting->搜索msg 改為NO，否則主動調objc_msgSend函數會報錯。

2.RunTime消息機制

1.消息機制是運行時裡面最重要的機制，OC中任何方法的調用，本質都是發送消息。eg:

當我們實例化這個對象時：MyClass *object = [[MyClass alloc] init]; 就會調這個實例化方法：[object showUserName]；

我們大概來看一下它的底層實現：

•在編譯階段，[object showUserName] 會被編譯器轉化為: objc_msgSend(object, "showUserName")，相當於一種“發消息”的行為。 • 在運行階段，執行到上述的objc_msgSend這個函數時，函數內部會到object對應的記憶體地址，尋找showUserName這個方法的地址並執行。如果找不到，就會拋一個“unknown selector sent to instance”的異常。

證明過程：

在終端用命令打開此類文件所在的文件夾，繼續寫入命令：clang -rewrite-objc MyClass.m（把oc代碼轉寫成

c/c++代碼，我們常用它來窺探OC的底層實現），不一會在原來的同一目錄下會多出一個 MyClass.cpp 文件

雙擊打開，可以看到 init 方法已經被編譯器轉化為下麵這樣：

objc_msgSend 函數被定義在 objc/message.h 目錄下，其函數原型是：

OBJC_EXPORT void objc_msgSend(void /* id self, SEL op, ... */ )

該函數有兩個參數，一個 id 類型（消息接收對象），一個 SEL 類型（方法的selector）。

@selector (SEL)：是一個SEL方法選擇器。SEL其主要作用是快速的通過方法名字查找到對應方法的函數指針，然後調用其函數。SEL其本身是一個Int類型的地址，地址中存放著方法的名字。

對於一個類中，每一個方法對應著一個SEL。所以一個類中不能存在2個名稱相同的方法（有歧義。。。），即使參數類型不同，因為SEL是根據方法名字生成的，相同的方法名稱只能對應一個SEL。

歧義解釋：- (void)go {} + (void)go {} 這兩個方法可以共存（我們知道，這兩個方法的名字都是go）。

我個人的理解是：當我們向一個對象或一個類發送消息時，runtime都會根據方法名去這個對象所屬的這個類的方法列表中查找方法，而方法列表的外層應該是一個字典，根據所傳的接收消息對象不同，查找的方法列表也不同。

objc_msgSend([MyClass class], @selector(go));

objc_msgSend([[MyClass alloc] init], @selector(go));

Id ：是一個結構體指針類型，它可以指向 Objective-C 中的任何對象。

Class vclass = NSClassFromString(@"ViewController");

id vc = [[vclass alloc] init];

objc_object 結構體定義如下：

struct objc_object { Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;};

這就是我們通常所說的對象，這個結構體只有一個成員變數 isa，對象可以通過 isa 指針找到其所屬的類。isa 是一個 Class 類型的成員變數，那麼 Class 又是什麼呢？如下：

•·Class 也有一個 isa 指針，指向其所屬的元類（meta）。 •·super_class：指向其超類。 •·name：是類名。 •·version：是類的版本信息。 •·info：是類的詳情。 •·instance_size：是該類的實例對象的大小。 •·ivars：指向該類的成員變數列表。 •·methodLists：指向該類的實例方法列表，它將方法選擇器和方法實現地址聯繫起來。methodLists 是指向 ·objc_method_list 指針的指針，也就是說可以動態修改 *methodLists 的值來添加成員方法，這也是 Category 實現的原理，同樣解釋了 Category 不能添加屬性的原因。 •·cache：Runtime 系統會把被調用的方法存到 cache 中（理論上講一個方法如果被調用，那麼它有可能今後還會被調用），下次查找的時候效率更高。 •·protocols：指向該類的協議列表。

經過以上的講述，我們大概可以瞭解到，當調用一個方法時，其運行過程大致如下：

•底層調用 [p performSelector:@selector(eat)] 方法，編譯器在將代碼轉化為 objc_msgSend(p, @selector(eat))把方法的調用者和方法選擇器當做參數傳遞過去。 •首先，檢測這個 selector 的 target 是不是 nil，Objc 允許我們對一個 nil 對象執行任何方法不會 Crash，因為運行時會被忽略掉。 •如果target ！= nil，方法的調用者會通過 isa 指針來找到其所屬的類，然後在 cache 中查找該方法，找得到就跳到對應的方法去執行。 •若 cache 中未找到，再去 methodList 中查找。若能找到，則將 method 加入到 cache 中，以方便下次查找，並通過 method 中的函數指針跳轉到對應的函數中去執行。 •若 methodlist 中未找到，則去 superClass 中查找，一直找到 NSObject 類為止。若能找到，則將 method 加入到 cache 中。 •如果還是查不到，則會執行消息轉發，拋出異常。我們來看看底層調用方法的幾個實例（分別是無參無返回，有參無返回，有參有返回）：

3.RunTime交換方法

應用場景：當系統自帶的方法功能不夠，需要給系統自帶的方法擴展一些功能時。

eg:實現image添加圖片的時候，自動判斷image是否為空，如果為空則提醒圖片不存在。

有以下三種比較好的解決方法:

1.自定義類, 重寫系統自帶的imageName:方法,這種方法雖然可以實現,但是它的弊端就是必須要使用自己的類,依賴性強。

2.給UIImage添加一個分類, 改變系統類的實現,給系統的類添加方法的時候調用（每次使用都需要導入頭文件，並且如果項目比較大，之前使用的方法全部需要更改）。

3.使用runtime的交互方法,給系統的方法添加功能. 具體實現 : 添加一個分類 --> 在分類中提供一個自定義判空增加新功能的方法 --> 將這個方法的實現和系統自帶的方法的實現交互.

交換方法的本質其實是交換兩個方法的實現，即調換le_imageNamed:和imageName:方法，達到調用le_imageNamed:其實就是調用imageNamed:方法的目的。

那麼首先需要明白方法在哪裡交換，因為以後都是使用自己定義的方法取代系統的方法，所以，當程式一啟動，就要求能使用自己定義的功能方法。我們一般在 + (void)load 方法里實現交換方法 (當程式啟動的時候就會調用該方法，換句話說，只要程式一啟動就會調用load方法,整個程式運行中只會調用一次)

•註意：交換方法時 le_imageNamed:方法中就不能再調用imageNamed:方法了，因為調用imageNamed:方法實質上相當於調用 le_imageNamed:方法，會迴圈引用造成死迴圈。

4.RunTime消息轉發

在方法調用的時候，如果沒有找到方法就會轉向消息轉發（攔截調用）。
攔截調用是指，在找不到調用的方法程式崩潰之前，你有機會通過重寫NSObject的五個方法來處理。

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel;

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel;

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector;

-(NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector;

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation;

第一個方法是當你調用一個不存在的類方法的時候，會調用這個方法，預設返回NO，你可以加上自己的處理然後返回YES。
第二個方法和第一個方法相似，只不過處理的是實例方法。
第三個方法是將你調用的不存在的方法重定向到一個其他聲明瞭這個方法的類，只需要你返回一個有這個方法的target。
第四個方法是獲取方法簽名進入下一步，進行消息轉發
第五個方法將你調用的不存在的方法打包成NSInvocation傳給你。做完你自己的處理後，調用invokeWithTarget:方法讓某個target觸發這個方法。

eg: Monkey *monkey = [[Monkey alloc] init];

((void (*) (id, SEL)) objc_msgSend) (monkey, sel_registerName("fly")); （猴子是不可能有飛的天賦的，除非它是孫猴子。。。）

"v@:"的含義請看官方文檔：

https://developer.apple.com/library/content/documentation/Cocoa/Conceptual/ObjCRuntimeGuide/Articles/ocrtTypeEncodings.html

消息轉發的作用主要是處理異常，下麵來看一個實例：

NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray array];

NSString *str = @"”;

[arrM addObject:str]; 這行代碼會導致程式崩潰，因為數組添加的對象不能為空。解決方法：

總結：可以利用category + runtime + 異常的捕獲寫一個防止崩潰的框架，已經有大神在做了，具體請看：https://github.com/chenfanfang/AvoidCrash

5.RunTime關聯對象

應用場景：當你準備用一個系統的類或者是你寫的類，但是這個類並不能滿足你的需求，你需要額外添加一個屬性。
一般解決辦法要麼是extends(繼承)，要麼使用category(類別)。
但基本不推薦使用extends，主要是耦合性太強，主要使用category。
我們都知道，分類中是無法設置屬性的，如果在分類的聲明中寫@property 只能為其生成get 和 set 方法的聲明，這時候，runtime的關聯屬性就能發揮它的作用了。

註意：使用property的時候，同時重寫set get方法會報錯。覆寫了get和set方法之後@property預設生成的@synthesize就不會起作用了，這也就意味著你的類不會自動生成出來實例變數了，你就必須要自己聲明實例變數。

設置關聯對象使用

OBJC_EXPORT void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy) __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_6, __IPHONE_3_1);

•·object 是源對象 •·value 是被關聯的對象 •·key 是關聯的鍵，objc_getAssociatedObject 方法通過不同的 key 即可取出對應的被關聯對象 •·policy 是一個枚舉值，表示關聯對象的行為，從命名就能看出各個枚舉值的含義

獲取關聯對象使用

OBJC_EXPORT id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)

要刪除某一個被關聯的對象，使用 objc_setAssociatedObject 方法將對應的 key 設置成 nil 即可。

移除源對象中所有的關聯對象

OBJC_EXPORT void objc_removeAssociatedObjects(id object)

eg：為view類添加一個點擊手勢（主要實現它的子類（UILabel 、UIImageView可以像button一樣，有自己的點擊方法）