iOS Objective-C runtime机制

说到runtime，无论是作为一个资深iOS工程师，还是小白，都能滔滔不绝的说上一些，因为它太重要了，是整个Objective-C动态语言的核心。大多数开发者入手runtime是从黑魔法Swizzling开始的。在这里，以一个程序的生命周期为线索记录分享下自己的其他的一些理解。

程序启动时：

一个APP从点击图标开始，到mian函数执行的函数顺序，不了解的同学可以点这里。其中有一点：

dyld动态链接依赖库，并由 runtime 负责加载成 objc 定义的结构，所有初始化工作结束后，dyld 调用真正的 main 函数。

可见从程序还未完全启动，runtime就开始了它的工作，dyld 开始将程序二进制文件初始化交由 ImageLoader 读取 image，其中包含了我们的类、方法等各种符号，由于 runtime 向 dyld 绑定了回调，当 image 加载到内存后，dyld 会通知 runtime 进行处理，runtime 接手后调用 map_images 做解析和处理，接下来 load_images 中调用 call_load_methods 方法，遍历所有加载进来的 Class，按继承层级依次递归调用 Class 的 +load 方法和其 Category 的 +load 方法（这段引用自sunny大神的博客）。

runtime调用+load方法的顺序：

1、先调用原类的+load方法，再调用其Category的+load方法
2、若干个Category中有函数名一样的方法，则随机调用，无固定顺序

调用方法时：

首先要谈到一个知识点：isa指针。

每个实例对象都有一个isa指针，并指向自己所属的类；每一个类对象的isa指针指向对应的元类；元类的isa指向根元类；根元类的isa指针指向本身。绕晕了的同学自备解晕💊。

盗的图

再看一下class的内部结构：

struct objc_class {
    Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
    Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE;

    const char *name OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
};

知道这一点之后就好理解runtime的消息传递机制了，首先引入头文件：<objc/message.h>。我们在调用方法的时候，xcode会转化成objc_msgSend()的方式，通过实例对象的isa指针去所属类去寻找对应的方法名；

查找顺序：

1、实例方法：本类的缓存方法列表->本类的方法列表->父类的缓存方法列表->父类的方法列表->NSObject->消息转发
2、类方法：本类的元类的缓存方法列表->本类的元类的方法列表->元类的父类的缓存方法列表->元类的父类的方法列表->NSObject->消息转发

如果以上都没有找到对应的方法实现，理论上就要抛异常了，但是还有三个机会可以挽回，正式进入runtime消息转发：

消息转发一：

+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{}

示例：

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    //方法一:可以在本类在转发IMP指针
    if (sel == @selector(eat)) {
        class_addMethod([self class], sel, (IMP)testMethodIMP, "v@:");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

void testMethodIMP(id self, SEL _cmd)
{
    NSLog(@"call resolveInstanceMethod");
}

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
//方法二:也可以直接在方法里do something
    if (sel == @selector(eat)) {
        class_addMethod([self class], sel, imp_implementationWithBlock(^{
            NSLog(@"call resolveInstanceMethod");
        }), "v@:");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

消息转发二：可以通过SEL名调用其他方法未声明的方法

-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{}

示例：

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{

    if (aSelector == @selector(eat)) {
        // 将可以执行该sel的类返回,该类可不声明方法
        return [PersonNew new];
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

消息转发三：自动向父类访问，直到NSObject

-(NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{}

-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{}

示例：

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
    //尝试获取方法的参数和返回值
    if (aSelector == @selector(eat)) {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{

    if (anInvocation.selector == @selector(eat)) {
        [anInvocation invokeWithTarget:[PersonNewChild new]];
        return;
    }
    [super forwardInvocation:anInvocation];
}

这时runtime消息转发结束。如果还是处理不了这个SEL，最后会调用：

-(void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)sel {}

"v@:"的解释：（想看所有的Type Encoding点这里）。
"v" ：A void;
"@"：An object (whether statically typed or typed id)
" : "：A method selector (SEL)

简单记录一下平时所学，希望每位同学每天都在进步中，加油！