7.5 Runtime

runtime参考
 ios学习--你会遇到的runtime面试题（详） - CSDN博客

什么是Runtime

定义：
- runtime简称运行时，OC就是运行时机制。也就是在运行时候的一些机制，其中最主要的是消息机制。
- Objective-C 扩展了 C 语言，并加入了面向对象特性和 Smalltalk 式的消息传递机制。而这个扩展的核心是一个用 C 和编译语言写的 Runtime 库。它是 Objective-C 面向对象和动态机制的基石。
- Objective-C 是一个动态语言，这意味着它不仅需要一个编译器，也需要一个运行时系统来动态得创建类和对象、进行消息传递和转发。理解 Objective-C 的 Runtime 机制可以帮我们更好的了解这个语言，适当的时候还能对语言进行扩展，从系统层面解决项目中的一些设计或技术问题。了解 Runtime ，要先了解它的核心 - 消息传递（Messaging）。

应用场景

1.发送消息

方法调用的本质，就是让对象发送消息。
objc_msgSend,只有对象才能发送消息，因此以objc开头.
使用消息机制前提，必须导入#import <objc/message.h>
消息机制原理:对象根据方法编号SEL去映射表查找对应的方法实现

消息机制简单使用

// 创建person对象
Person *p = [[Person alloc] init];

// 调用对象方法
[p eat];
// SEL:方法编号,根据方法编号就可以找到对应方法实现
[p performSelector:@selector(eat)];

// 本质：让对象发送消息
objc_msgSend(p, @selector(eat));

// 调用类方法的方式：两种
// 第一种通过类名调用本质类名转换成类对象
[Person eat];
// 第二种通过类对象调用
[[Person class] eat];

[personClass performSelector:@selector(eat)];
// 用类名调用类方法，底层会自动把类名转换成类对象调用
// 本质：让类对象发送消息
objc_msgSend([Person class], @selector(eat));

2.交换方法

开发使用场景:系统自带的方法功能不够，给系统自带的方法扩展一些功能，并且保持原有的功能

 - (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];
   // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
   // 需求：给imageNamed方法提供功能，每次加载图片就判断下图片是否加载成功。
   // 步骤一：先搞个分类，定义一个能加载图片并且能打印的方法+ (UIImage *)xmg_imageNamed:(NSString *)imageName;
   // 步骤二：交换imageNamed和xmg_imageNamed的实现，就能调用xmg_imageNamed，间接调用xmg_imageNamed的实现。
   UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"123"];

      imageNamed:
    实现方法:底层调用PH_imageNamed

    本质:交换两个方法的实现imageNamed和PH_imageNamed方法
    调用imageNamed其实就是调用PH_imageNamed


    imageNamed加载图片,并不知道图片是否加载成功
    以后调用imageNamed的时候,就知道图片是否加载


 }

 @end


 @implementation UIImage (Image)
 // 加载分类到内存的时候调用
 + (void)load
 {
   // 交换方法实现,方法都是定义在类里面
   // class_getMethodImplementation:获取方法实现
   // class_getInstanceMethod:获取对象
   // class_getClassMethod:获取类方法
   // IMP:方法实现

   // imageNamed
   // Class:获取哪个类方法
   // SEL:获取方法编号,根据SEL就能去对应的类找方法

   Method imageNameMethod = class_getClassMethod([UIImage class], @selector(imageNamed:));

   Method PH_imageNameMethod = class_getClassMethod([UIImage class], @selector(PH_imageNamed:));

   // 交换方法实现
   method_exchangeImplementations(imageNameMethod, PH_imageNameMethod);
 }



 }

 // 不能在分类中重写系统方法imageNamed，因为会把系统的功能给覆盖掉，而且分类中不能调用super.

 // 既能加载图片又能打印
 + (UIImage *)PH_imageNamed:(NSString *)imageName
 {
   // 加载图片
   UIImage *image = [UIImage PH_imageNamed:imageName];
   // 2.判断功能
   if (image == nil) {
     NSLog(@"加载为空");
   }

   return image;
 }


 @end

3.动态添加方法

开发使用场景：如果一个类方法非常多，加载类到内存的时候也比较耗费资源，需要给每个方法生成映射表，可以使用动态给某个类，添加方法解决。

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
  [super viewDidLoad];
  // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.

  Person *p = [[Person alloc] init];

  // 默认person，没有实现eat方法，可以通过performSelector调用，但是会报错。
  // 动态添加方法就不会报错
  [p performSelector:@selector(eat)];

}


@end

@implementation Person
// void(*)()
// 默认方法都有两个隐式参数，
默认一个方法都有两个参数,self,_cmd,隐式参数
 self:方法调用者
 _cmd:调用方法的编号
void eat(id self,SEL sel)
{
  NSLog(@"%@ %@",self,NSStringFromSelector(sel));
}

// 当一个对象调用未实现的方法，会调用这个方法处理,并且会把对应的方法列表传过来.
// 刚好可以用来判断，未实现的方法是不是我们想要动态添加的方法

<!--动态添加方法,首先实现这个resolveInstanceMethod-->
<!-- resolveInstanceMethod调用:当调用了没有实现的方法没有实现就会调用resolveInstanceMethod-->
<!-- resolveInstanceMethod作用:就知道哪些方法没有实现,从而动态添加方法-->
<!-- sel:没有实现方法-->
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{

  if (sel == @selector(eat)) {
    // 动态添加eat方法

    // 第一个参数：给哪个类添加方法
    // 第二个参数：添加方法的方法编号
    // 第三个参数：添加方法的函数实现（函数地址）
    // 第四个参数：函数的类型，(返回值+参数类型) v:void @:对象->self :表示SEL->_cmd
    class_addMethod(self, @selector(eat), eat, "v@:");

  }

  return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
@end

4.给分类添加属性

原理：给一个类声明属性，其实本质就是给这个类添加关联，并不是直接把这个值的内存空间添加到类存空间

 @implementation ViewController

 - (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];
   // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.

   // 给系统NSObject类动态添加属性name

   NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
   objc.name = @"abc";
   NSLog(@"%@",objc.name);
 }
 @end


 // 定义关联的key
 static const char *key = "name";

 - (void)setName:(NSString *)name
 {
   // 添加属性,跟对象
   // 给某个对象产生关联,添加属性
   // object:给哪个对象添加属性
   // key:属性名,根据key去获取关联的对象 ,void * == id
   // value:关联的值
   // policy:策略

   objc_setAssociatedObject(self, @"name", name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
 }
 - (NSString *)name
 {

   return objc_getAssociatedObject(self, @"name");
 }

5.获取属性列表

Person *p = [[Person alloc] init];
[p setValue:@"Kobe" forKey:@"name"];
[p setValue:@18 forKey:@"age"];
//    p.address = @"广州大学城";
p.weight = 110.0f;

// 1.打印所有ivars
unsigned int ivarCount = 0;
// 用一个字典装ivarName和value
NSMutableDictionary *ivarDict = [NSMutableDictionary dictionary];
Ivar *ivarList = class_copyIvarList([p class], &ivarCount);
for(int i = 0; i < ivarCount; i++){
   NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivarList[i])];
   id value = [p valueForKey:ivarName];

   if (value) {
       ivarDict[ivarName] = value;
   } else {
       ivarDict[ivarName] = @"值为nil";
   }
}
// 打印ivar
for (NSString *ivarName in ivarDict.allKeys) {
   NSLog(@"ivarName:%@, ivarValue:%@",ivarName, ivarDict[ivarName]);
}

// 2.打印所有properties
unsigned int propertyCount = 0;
// 用一个字典装propertyName和value
NSMutableDictionary *propertyDict = [NSMutableDictionary dictionary];
objc_property_t *propertyList = class_copyPropertyList([p class], &propertyCount);
for(int j = 0; j < propertyCount; j++){
   NSString *propertyName = [NSString stringWithUTF8String:property_getName(propertyList[j])];
   id value = [p valueForKey:propertyName];

   if (value) {
       propertyDict[propertyName] = value;
   } else {
       propertyDict[propertyName] = @"值为nil";
   }
}
// 打印property
for (NSString *propertyName in propertyDict.allKeys) {
   NSLog(@"propertyName:%@, propertyValue:%@",propertyName, propertyDict[propertyName]);
}

// 3.打印所有methods
unsigned int methodCount = 0;
// 用一个字典装methodName和arguments
NSMutableDictionary *methodDict = [NSMutableDictionary dictionary];
Method *methodList = class_copyMethodList([p class], &methodCount);
for(int k = 0; k < methodCount; k++){
   SEL methodSel = method_getName(methodList[k]);
   NSString *methodName = [NSString stringWithUTF8String:sel_getName(methodSel)];

   unsigned int argumentNums = method_getNumberOfArguments(methodList[k]);

   methodDict[methodName] = @(argumentNums - 2); // -2的原因是每个方法内部都有self 和 selector 两个参数
}
// 打印method
for (NSString *methodName in methodDict.allKeys) {
   NSLog(@"methodName:%@, argumentsCount:%@", methodName, methodDict[methodName]);
}
/*
2016-09-04 17:06:49.070 Runtime-实践篇[13723:1044813] ivarName:_name, ivarValue:Kobe
2016-09-04 17:06:49.071 Runtime-实践篇[13723:1044813] ivarName:_age, ivarValue:18
2016-09-04 17:06:49.071 Runtime-实践篇[13723:1044813] ivarName:_weight, ivarValue:110
2016-09-04 17:06:49.072 Runtime-实践篇[13723:1044813] ivarName:_address, ivarValue:值为nil
2016-09-04 17:06:49.072 Runtime-实践篇[13723:1044813] propertyName:address, propertyValue:值为nil
2016-09-04 17:06:49.072 Runtime-实践篇[13723:1044813] propertyName:weight, propertyValue:110
2016-09-04 17:06:49.073 Runtime-实践篇[13723:1044813] methodName:setWeight:, argumentsCount:1
2016-09-04 17:06:49.073 Runtime-实践篇[13723:1044813] methodName:weight, argumentsCount:0
2016-09-04 17:06:49.074 Runtime-实践篇[13723:1044813] methodName:setAddress:, argumentsCount:1
2016-09-04 17:06:49.074 Runtime-实践篇[13723:1044813] methodName:address, argumentsCount:0
2016-09-04 17:06:49.074 Runtime-实践篇[13723:1044813] methodName:.cxx_destruct, argumentsCount
*/

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