iOS_Runtime理解

一、什么是 Runtime

在 C 语言中,将代码转换为可执行程序,一般要经历三个步骤,即编译、链接、运行。在链接的时候,对象的类型、方法的实现就已经确定好了。

而在 Objective-C 中,却将一些在编译和链接过程中的工作,放到了运行阶段。也就是说,就算是一个编译好的 .ipa 包,在程序没运行的时候,也不知道调用一个方法会发生什么。这也为热修复提供了可能。因此我们称 Objective-C 为一门动态语言。

这样的设计使 Objective-C 变得灵活,甚至可以让我们在程序运行的时候,去动态修改一个方法的实现。而实现这一切的基础就是 Runtime 。

二、Class 和 Object

在这里 id 被定义为一个指向 objc_object 的指针。说明 objc_object 就是我们平时常用的对象的定义,它只包含一个 isa 指针。isa 指针指向什么呢?按住 command 键看看 Class


其中 objc_class 是一个结构体,在 runtime.h 中的定义如下:

可以看到,一个类保存了自身所有的成员变量(ivars)、所有的方法(methodLists)、所有实现的协议(objc_protocol_list)。

根据上面的objc_object和objc_class的定义,可以看出,一个对象唯一保存的信息就是它的Class的地址。当我们调用一个对象的方法时,会先通过isa去找到对应的objc_class,然后再在objc_class的methodLists中找到调用的方法,然后执行。

再说说objc_class中的cache,因为调用方法的过程是个查找methodLists的过程,如果每次调用都去查找,效率会非常低。所以对于调用过的方法,会以 map 的方式保存在cache中,下次再调用就会快很多。

其实观察objc_class和objc_object的定义,会发现两者其实本质相同,都包含isa指针,只是objc_class多了一些额外的字段。所以,类 也是一个 对象,只是类保存了一些额外信息。

既然说类也是对象,那么类的类型是什么呢?这里就引出了另外一个概念 —— Meta Class(元类)。

在 Objective-C 中,每一个类都有对应的元类,也就是类的isa指向的类。而在元类的methodLists中,保存了类的方法链表,即所谓的「类方法」,所以「类方法」其实就是调用了元类的方法。这一段有些拗口。

实际上元类也有一个isa指针,元类也是一个对象。为了不让这种结构无限延伸下去,所有元类的isa指向基类(比如 NSObject )的元类。而基类的元类的isa指向自己。这样就形成了一个闭环。

三、Method

objc_method结构体包含SEL和IMP

SEL : 类成员方法的指针,但不同于C语言中的函数指针,函数指针直接保存了方法的地址,但SEL只是方法编号。

IMP:一个函数指针,保存了方法的地址

IMP和SEL关系

每一个继承于NSObject的类都能自动获得runtime的支持。在这样的一个类中,有一个isa指针,指向该类定义的数据结构体,这个结构体是由编译器编译时为类(需继承于NSObject)创建的.在这个结构体中有包括了指向其父类类定义的指针以及 Dispatch table. Dispatch table是一张SEL和IMP的对应表。(http://blog.csdn.net/fengsh998/article/details/8614486)

也就是说方法编号SEL最后还是要通过Dispatch table表寻找到对应的IMP,IMP就是一个函数指针,然后执行这个方法

获取属性 Method Swizzling 方法交换

Category介绍:

objc_category

Category 是一个指向objc_category结构体的指针,这个结构体中包含对象方法列表、类方法列表、协议列表。所以, Category 支持添加对象方法、类方法、协议,但没有成员变量列表,所以不能保存成员变量

在 Category 中可以添加属性,会生成 getter、setter 的声明,但不会生成对应的成员变量、 getter 、setter 的实现。因此,调用 Category 中调用属性时会挂掉。

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