IOS Dev Intro - IOS Runtime

http://blog.qiji.tech/archives/5460

概述

运行时机制是OC的底层机制，算是一个特色吧，跟其他的语言不太一样。
关于这方面，其实我也只是看了一遍而已，肯定会有不少疏漏的地方，请大家务必批评指正。
如果希望深入学习，我推荐阅读“图灵教育”的《精通Objective-C》。

头文件

要学习和利用runtime，首先当然是要知道用哪个头文件啦

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#import <objc/runtime.h>

//主要就是这个头文件，包含各种对OC对象的操作

#import <objc/message.h>

//这个头文件，包含objc_msgSend()等函数

 

概念

其次就是一些概念

消息

调用对象时发送的 选择器名称和一系列参数

实例变量

用一个结构体保存类里的实例变量

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Ivarivar;

 

选择器(SEL)

例如：insertObject:atIndex: 不带参数和参数的数据类型

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SEL select=@selector(select);//建一个指向某个选择器的指针

 

方法(IMP)

OC中的类或实例方法，方法声明中包括 名称，输入参数，返回值，和方法签名（即输入参数和返回值的数据类型）

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IMPimp=imp_implementationWithBlock(nil);//用函数块代替方法

 

方法签名

即输入参数和返回值的数据类型,方法签名不匹配会导致很多错误！

方法绑定

运行时系统接收 向指定接收器发送的消息 并 寻找和执行适当方法的处理过程。在OC中，这个过程是动态的，称为动态绑定

动态类型

对象的类型可以在运行时才决定，之前可以用 id类型或对象的类型的父类（以及父类的父类等） 声明

内省

检查对象所属的类型

动态绑定

是指在运行时，而不是在编译时讲消息与方法对应起来

动态方法决议

使用动态方法决议能够以动态方式实现方法。
使用@dynamic指令，可以告知编译器与属性关联的方法会以动态方式实现。
翻译的不太顺口,举个例子，CoreData中，写Model的子类时，在实现里声明读取方法，用的就不是@synthesize，而是@dynamic。这表示，系统不会自动创建对应的读取方法，而是去调用这两个方法:

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+(BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel;//动态实现类方法

+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel;//动态实现实例方法

 

理论

运行时机制

Objective-C拥有与众不同的运行时机制，这个东西的模型大概是：
首先，跟其他语言一样，OC里，实例变量和类方法是分开保存的
每个类的方法分为两部分保存，分别保存实例方法和 类方法（这部分称为“元类”），实例方法能访问实例变量和属性，类方法不行，调用类方法需要用class方法（无论是对于类还是对象，都一样）
在OC里，类也是对象(Class类(跟类))，也有isa指针；NSObject也有isa指针。不过他们指向不一样，NSObject的衍生类，isa指针指向他们归属的类，类的isa指针指向他们的父类（元类也是）
所以，其实每个类中的方法分成好几级，每级又分为两个部分，是分开存放的，调用其中的方法时，从最低级开始，顺着isa指针找就是了，知道这一级包含需要的方法，要是更高的层级中也有这个方法，很不幸，是调不到的，他们就这么被重载了。如果非要调用的话，请使用super指针。
不知道我这么白活（huo四声），看的人能不能看懂，反正我是找不到那张图了。。。

特别的指针

说到指针，有那么几个指针很特别
self，指向当前的对象，也可以说指向当前类，毕竟方法并没有存在对象中，如果当前类中没有对应的方法，向上查找；
super，指向当前的类的父类，如果其中没有，向上查找；
isa指针；
_cmd指针，指向当前方法
this指针，OC里没有，C++和一些别的语言有，指向当前对象，它们没有运行时机制，子类把父类的方法都复制了一份。。。大概吧，我瞎白活的。。。

用法

来点实用的，我分不清哪些算是运行时，哪些不算，反正差不多的都写在这吧，但是也不全，毕竟我懒嘛

内省

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  //在NSObject中定义了一些方法，能返回当前类的状态，比如：

  NSObject *newObject=[NSObjectnew];

 

  //对类的打印调用了description方法，返回一段字符串

  [newObjectdescription];

  NSLog(@"%@",newObject);

 

  [newObjectisMemberOfClass:[NSStringclass]];//是不是子类

  [newObjectisKindOfClass:[[NSStringnew]class]];//是不是子类或者继承自

  [newObjectconformsToProtocol:@protocol(UITabBarDelegate)];//判断是不是实现了协议

  [newObjectrespondsToSelector:@selector(allKeys)];//判断是否实现了某个方法

 

消息转发

平时，我们用OC对对象发出的消息，都是在通过消息转发机制调用对象所在的类的方法

消息转发机制通常通过objc_msgSend()函数实现

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objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, …);

 

所以以下两种写法是等效的

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NSString *str=[NSStringstringWithUTF8String:"hai"];

objc_msgSend(str,@selector(stringWithUTF8String:),"hai");

 

但是第一种写法，在我这是会提示错误的，当时我把系统的头文件都改了才勉强实现了一次。大神，是不是我哪里做错了，请务必教我！

有一种说法是OC编译的时候是会先转化成C/C++语言的
例如拉酷里的一篇文章
我还没有去证实

在程序运行的时候修改OC对象（类，对象，方法。。。）

这是运行时机制最主要的用法了
相关的函数很多，主要分为五组，它们的前缀分别是
+ objc_ 创建，注册，销毁类等等，还有一些其它的操作都在这一组
+ ivar_ 获取实例变量的信息
+ property_ 获取属性的信息
+ protocol_ 获取协议的信息
+ method_ 获取方法的信息
+ sel_ 获取选择器的信息
+ imp_ 获取保存方法的实现的位置的结构体的信息
前缀后面的内容说明了函数的作用
例如
+ objc_copy开头的函数可以获取相应的 实例变量／协议／选择器等 的列表
+ objc_add开头的函数可以为一个类增加 实例变量／协议／选择器等
很好理解，就不一一列举了。

限制

• 运行时不支持对已经存在的类添加 实例变量，属性，方法，除非销毁重建
• 对类的修改要在创建之后，注册之前进行，注册后的更改是无效的
• 如果想要更改，只能销毁之前存在的类，重新创建，但是之前创建的这个类的实例也会被销毁
• 未注册的类之间可以重名，但是不能与注册过的类重名

我试着把一些函数封装成OC对象了，有兴趣的可以看看
运行时的封装类

总结

OC中运行时系统的作用

• 控制编译过的代码的运行
• OC这个语言尽可能的将一些决定从编译和链接时推迟到运行时。它会尽可能的动态的处理事情。这意味这个语言不仅需要一个编译器，还需要一个运行时系统去执行编译过的代码。这个运行时系统扮演着对于OC这个语言操作系统的的角色，使得这个语言得以运行。

更多的内容

有些内容似乎也可以算作运行时机制，例如
+ 动态加载，但是苹果似乎不允许在iOS程序中使用
+ 动态方式实现 方法（动态方法决议）
+ 消息转发