runTime详解一

来源：互联网发布：全国姓名数据库网址编辑：程序博客网时间：2024/06/05 03:36

RunTime是OC语言中一个重要的概念，是深入理解OC这门语言的钥匙，关于RunTime有自己的一些心得体会，写这篇文章主要是为了梳理自己的知识，或许也能启发他人，有不足之处，请大家指正。

所谓RunTime表面意思是运行时，所谓运行时就是尽可能地把决定从编译器推迟到运行期, 就是尽可能地做到动态. 只是在运行的时候才会去确定对象的类型和方法的. 因此利用Runtime机制可以在程序运行时动态地修改类和对象中的所有属性和方法.

Objective-C中调用对象的方法时, 会向该对象发送一条消息, runtime根据该消息做出反应.
Runtime是一套比较底层的纯C语言的API, Objective-C是运行在Runtime上的, 因此在Runtime中动态添加和实现一些非常强大的功能也就不足为奇了.

废话少说，开始正题！

一：runtime消息传递

（1）objc_msgSend

[receiver message] 会被编译器转化为: objc_msgSend(receiver, selector)

（2）类的定义

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
    #if !__OBJC2__
    Class super_class;//父类
    const char *name;//类名
    long version;//类的版本信息，默认为0
    long info;//类信息，供运行期使用的一些位标识
    long instance_size;//类的实例变量大小
    struct objc_ivar_list *ivars;// 类的成员变量链表
    struct objc_method_list **methodLists;// 方法链表
    struct objc_cache *cache;//方法缓存
    struct objc_protocol_list *protocols;//协议链表#
    endif} 
     
    OBJC2_UNAVAILABLE;

有几个字段的解释

isa：需要注意的是在Objective-C中，所有的类自身也是一个对象，这个对象的Class里面也有一个isa指针，它指向metaClass(元类)

super_class：指向该类的父类，如果该类已经是最顶层的根类(如NSObject或NSProxy)，则super_class为NULL。

cache：用于缓存最近使用的方法。一个接收者对象接收到一个消息时，它会根据isa指针去查找能够响应这个消息的对象。在实际使用中，这个对象只有

一部分方法是常用的，很多方法其实很少用或者根本用不上。这种情况下，如果每次消息来时，我们都是methodLists中遍历一遍，性能势必很差。这时，

cache就派上用场了。在我们每次调用过一个方法后，这个方法就会被缓存到cache列表中，下次调用的时候runtime就会优先去cache中查找，如果cache

没有，才去methodLists中查找方法。这样，对于那些经常用到的方法的调用，但提高了调用的效率。

version：我们可以使用这个字段来提供类的版本信息。这对于对象的序列化非常有用，它可是让我们识别出不同类定义版本中实例变量布局的改变。

针对cache，我们用下面例子来说明其执行过程：

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NSArray *array = [[NSArray alloc] init];

其流程是：

[NSArray alloc]先被执行。因为NSArray没有+alloc方法，于是去父类NSObject去查找。

检测NSObject是否响应+alloc方法，发现响应，于是检测NSArray类，并根据其所需的内存空间大小开始分配内存空间，然后把isa指针指向NSArray类。同时，+alloc也被加进cache列表里面。

接着，执行-init方法，如果NSArray响应该方法，则直接将其加入cache；如果不响应，则去父类查找。

在后期的操作中，如果再以[[NSArray alloc] init]这种方式来创建数组，则会直接从cache中取出相应的方法，直接调用。

总的来说：就是当调用一个方法的时候，先到cache中寻找，如果相应，则返回，如果没有则在子类的methodLists遍历一边，如果有则返回，如果没有就去父类中查找遍历，直到根类。

二：runTime的应用

runTime共有我总结的有以下几种：获取类的名字，属性和方法，关联对象，动态添加，删除，修改方法，方法交互，拦截调用等，下面一个一个进行说明

（1）获取类的名字，属性和方法：（应用场景：dictionary转model，获取某类的属性，方法，名字）

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//获取变量列表
//入参:类Class，int变量指针
//返回:变量信息Ivar列表
//*  1.获取所有私有变量和属性对应的变量
//*  2.获取的私有变量的名和定义的名一样
//*  3.获取的属性的名前面都添加了下划线
//*  4.不能获取Category添加的变量（动态绑定的变量）
Ivar *class_copyIvarList(Class cls, unsigned int *outCount)
 
//获取属性列表(只获取属性不获取变量)
//入参:类Class，int变量指针
//返回:属性信息objc_property_t列表
//*  1.获取所有属性
//*  2.获取的属性名和你代码写的一样,获取出来的属性名不自动添加下划线
//*  3.不能获取Category添加的属性。
objc_property_t *class_copyPropertyList(Class cls, unsigned int *outCount)
 
//获取方法列表
//入参:类Class，int变量指针
//返回:方法信息Method列表
//*  1.获取所有实例方法,不包含静态方法
//*  2.不获取父类的方法
//*  3.隐式的get set 方法也能获取到
//*  4.可以获取分类和动态添加的方法。
Method *class_copyMethodList(Class cls, unsigned int *outCount)
 
//获取协议列表
//入参:类Class，int变量指针
//返回:方法协议Protocol列表
//* 1.不能获取分类实现的协议
Protocol * __unsafe_unretained *class_copyProtocolList(Class cls, unsigned int *outCount)

 unsigned int copyIvarListCount = 0;

    Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], ?IvarListCount);

    for (NSInteger i = 0; i< copyIvarListCount; i ++) {

        Ivar ivar = ivars[i];

        const char *name = ivar_getName(ivar);

        NSLog(@">>>>>>>>0:class_copyIvarList:%s",name);

}

    free(ivars);//释放

    NSLog(@"\n");

    //class获取--获取整个属性列表(只获取属性不获取变量)

/**

     *  1.获取所有属性

     *  2.获取的属性名和你代码写的一样,获取出来的属性名不自动添加下划线

*/

    unsigned int copyPropertyListCount = 0;

    objc_property_t *propertys = class_copyPropertyList([self class], ?PropertyListCount);

    for (NSInteger i = 0; i < copyPropertyListCount; i++) {

        objc_property_t property = propertys[i];

        const char *name = property_getName(property);

        NSLog(@">>>>>>>>1:copyPropertyList:%s",name);

}

    free(propertys);//释放

    NSLog(@"\n");

    //class获取--获取整个类的实例方法的方法列表

/**

     *  1.获取所有实例方法,不包含静态方法

     *  2.不获取父类的方法

     *  3.隐式的get set 方法也能获取到

*/

    unsigned int copycopyMethodListCount = 0;

    Method *methods = class_copyMethodList([self class], ?copyMethodListCount);

    for (NSInteger i = 0; i < copycopyMethodListCount; i++) {

        Method method = methods[i];

        SEL name = method_getName(method);

        NSLog(@">>>>>>>>2:copyMethodList:%@",NSStringFromSelector(name));

}

    free(methods);//释放

    NSLog(@"\n");

    //添加--协议

/**

     * 1.class_addProtocol  参数含义:第一个:要添加协议的类,第二个:协议对象

     * 2.获取协议列表具体细节参照Class1里的内容

*/

    unsigned int copyProtocolListCount = 0;

    Protocol * __unsafe_unretained *protocals = class_copyProtocolList([self class], ?ProtocolListCount);

    for (NSInteger i = 0; i < copyProtocolListCount; i++) {

        Protocol * protocal = protocals[i];

        const char *name = protocol_getName(protocal);

        NSLog(@">>>>>>>>3:copyProtocolList:%s",name);

}

    free(protocals);//释放

    NSLog(@"\n");

}

（2）关联对象（应用场景：在Category添加属性）

方法声明：

void objc_setAssociatedObject ( id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy );

描述：使用给定的键和关联策略设置给定对象的关联值。

object：关联的源对象；

key：给定的键；在设置关联对象值时，若想令两个键匹配到同一个值，则二者必须是完全相同的指针才行，鉴于此，在设置关联对象值时，通常使用静态全局变量做键；

value：与对象关联的键key的对象。如果为nil则清空当前的关联。

policy：关联的策略如下图

方法声明：

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

描述：返回关联到给定对象为给定的键的值。返回值就是上面方法中相同key的value对象；

方法声明：

void objc_removeAssociatedObjects ( id object );

描述：移除指定对象的所有关联值；这个函数的主要目的轻松的返回一个对象的“原始状态”。您不应该使用此功能来删除对象的关联，因为它也将移除了其他客户端添加到对象的关联。你应该通过给objc_setassociatedobject方法传递nil来明确清空你要取消关联的值。

举例：

static void* MyAlertViewKey = "MyAlertViewKey";

UIAlertView *alert = [[UIAlertView alloc]initWithTitle:@"Question"                                                   message:@"What do you want to do?"                                                  delegate:self                                         cancelButtonTitle:@"Cancel"                                         otherButtonTitles:@"Continue", nil];    void(^block)(NSInteger) = ^(NSInteger buttonIndex){        if (buttonIndex == 0) {            [self doCancel];        }        else        {            [self doContinue];        }    };        objc_setAssociatedObject(alert, MyAlertViewKey, block, OBJC_ASSOCIATION_COPY);    [alert show];

#pragma mark - UIAlertViewDelegate-(void)alertView:(UIAlertView *)alertView clickedButtonAtIndex:(NSInteger)buttonIndex{    void(^block)(NSInteger) = objc_getAssociatedObject(alertView, MyAlertViewKey);    block(buttonIndex);}

注意：使用关联对象要注意循环引用的问题，上面的功能也可以通过继承来更好地实现；

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