刚接触runtime的时候，就感觉很陌生，完全没有见过相关代码。所以趁着闲时间看了看官方解释以及网上各种大佬的详细分析，用自己的大白话总结一下，不足之处还希望各位大佬们指点一下，共同进步嘛！

1. Runtime是什么。

在这里先放上runtime的源码和runtime官方api:

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)。

对于从事iOS开发的人来说，面试差不多都会问。所有人都会回答【Runtime是运行时】，但是再往下具体的有深度的对于我来说就只能说个皮毛了。无非就是字典转模型，归档/解档，给分类动态添加属性，交换方法。。。废话就到这了！回到正题。

由上面一长段话可以得出，Runtime的核心就是消息传递。

下面来看看所谓的运行时都干了什么！

一个对象的方法例如这样[obj doSomething]，到了编译器转成消息发送objc_msgSend(obj, @selector(doSomething));如果带参数的话，如：[obj doSomething:(id)arg...];到了编译器转成消息发送objc_msgSend(obj, selector, arg1, arg2, ...);

objc_msgSend就是消息传递。在了解objc_msgSend之前，必须要知道以下两点：

1.1 类的定义

struct objc_class {

    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

    //isa指针. 对象的指针—>类，类的指针—>元类，元类—>根元类—>自己 形成闭环；

    #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;

1.2 objc_method_list里面有什么？

typedef struct objc_method * Method;

struct objc_method

{

    SEL method_name;//方法名称

    charchar * method_typesE;//参数和返回类型的描述

    IMP method_imp;//方法具体实现的指针，指向对应的实现代码

}

SEL：

从SEL类型的成员为method_name可以知道，SEL大概代表一个方法的名字，作用是标记方法区分方法

IMP：

IMP是一个函数指针，指向objc_method对应方法的实现部分。

下面我们就说说Runtime的核心objc_msgSend消息传递。

2 消息传递的流程

1.objc_msgSend()函数会根据调用的对象isa指针找到所属的class中的objc_method_list。然后从上向下遍历，根据SEL的方法名称，找到IMP指针跳转到方法的实现代码，调用这个方法的实现。

2.如果找不到，会根据所属类的superClass指针，沿着类的继承体系继续向上查找（向父类查找），如果能找到与名称相符的方法，就根据IMP指针跳转到方法的实现代码，调用这个方法的实现。

3.如果在继承体系中还是找不到相符的方法，此时就会执行”消息转发（message forwarding）“操作。

3 消息转发机制

消息转发机制包括三类：1.类的动态方法解析2.备用接受者对象3.完整的消息转发

1.类的动态方法解析：征询消息接受者所属的类，看其是否能动态添加方法，以处理当前“这个未知的选择子（unknown selector）。

实例对象在接受到无法解读的消息后，首先会调用其所属类的下列类方法:

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)selector

类对象在接受到无法解读的消息后，那么运行期系统就会调用另外的一个方法：

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)selector

如果运行期系统已经执行完了动态方法解析，那么消息接受者自己就无法再以动态新增方法的形式来响应包含该未知选择子的消息了，此时就进入了第二阶段——完整的消息转发。运行期系统会请求消息接受者以其他手段来处理与消息相关的方法调用。

2.备用接受者对象(replacement receiver)

当前接受者如果不能处理这条消息，运行期系统会请求当前接受者让其他接受者处理这条消息，与之对应的方法是：

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)selector

方法参数代表未知的选择子，返回值为备援接受者，若当前接受者能找到备援接受者，就直接返回，这个未知的选择子将会交由备援接受者处理。如果找不到备援接受者，就返回nil，此时就会启用”完整的消息转发机制“。

3.完整的消息转发

如果转发算法已经来到了这一步，那么代表之前的所有转发尝试都失败了，此时只能启用完整的消息转发机制。

完整的消息转发机制是这样的：首先创建NSInvocation对象，把尚未处理的那条消息有关的全部细节封装于这个NSInvocation对象中。

此对象中包含选择子（selector）、目标（target）及参数。在触发NSInvocation对象时，”消息派发系统（message-dispatch system）“将亲自触发，把消息派发给目标对象。此步骤中会调用下面这个方法来转发消息：

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation

调用这个方法如果不能处理就会调用父类的相关方法，一直到NSObject的这个方法，如果NSObject都无法处理就会调用doesNotRecognizeSelector:方法抛出异常。

以上就是我对Runtime的理解。希望对有缘人有帮助。如果有不足或错误的地方，还望各位好友指出，共同进步。

Runtime的个人理解