一、什么是RunTime
iOS开发过程中，我们一直在与Runtime打交道，可什么是Runtime呢？
对比C语言来说：
- 使用C编写的程序在编译过程中已经决定了应用要调用哪个函数。
- 使用OC代码编写程序时，编译阶段，我们可以定义调用任意的函数（即使它不存在），只有在程序运行的时候才会去寻找这个函数存不存在（不存在则报错）。
RunTime算是OC代码运行的幕后工作者，我们可以利用这种特性做一些有趣的事！
二、RunTime的常用用法
-
为分类添加属性
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方法交换swizzle
-
实现归档和反归档
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实现多播委托
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实现KVO
2.1 为分类添加属性
我们知道在分类中是不允许额外添加属性的，但我们可以通过运行时机制，给这个类添加一个关联。
在分类的.h文件中添加属性，.m文件重写setter和getter方法，然后我们就能正常使用对象的这个属性了：
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface NSObject (KVO)
@property (nonatomic , copy)NSString *specPro;
#import "NSObject+KVO.h"
#import <objc/objc-runtime.h>
@implementation NSObject (KVO)
- (void)setSpecPro:(NSString *)specPro{
objc_setAssociatedObject(self, @"specPro", specPro, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}
- (NSString *)specPro{
return objc_getAssociatedObject(self, @"specPro");
}
2.2实现方法交换
以ViewController为例，当我们需要避开ViewController中的某个周期方法时,Runtime就可以帮我们办到。
首先创建一个UIViewController的分类，封装一个方法交换的方法：
/**
* 交换函数
*
* @param cls 类
* @param originSEL 原函数
* @param newSEL 目标函数
*/
void swizzle(Class c,SEL originSEL,SEL newSEL){
Method origMethod = class_getInstanceMethod(c, originSEL);
Method newMethod = nil;
if (!origMethod) {
origMethod = class_getClassMethod(c, originSEL);
if (!origMethod) {
return;
}
newMethod = class_getClassMethod(c, newSEL);
if (!newMethod) {
return;
}
}else{
newMethod = class_getInstanceMethod(c, newSEL);
if (!newMethod) {
return;
}
}
//自身已经有了就添加不成功，直接交换即可
if(class_addMethod(c, originSEL, method_getImplementation(newMethod), method_getTypeEncoding(newMethod))){
class_replaceMethod(c, newSEL, method_getImplementation(origMethod), method_getTypeEncoding(origMethod));
}else{
method_exchangeImplementations(origMethod, newMethod);
}
}
当我们需要使用自己的customviewWillAppear:替换系统的viewWillAppear:时，在分类中：
//对所有的ViewController
void swizzleAllViewController(){
swizzle([UIViewController class], @selector(viewWillAppear:), @selector(customviewWillAppear:));
}
- (void)customviewWillAppear:(BOOL)animated{
NSLog(@"customviewWillAppear");
[self customviewWillAppear:animated];
}
然后在main.m中调用swizzleAllViewController()，就可以在整个工程中生效。
2.3实现归档和反归档
给NSbject添加一个分类，并遵守NSCoding协议,然后实现归档和反归档的两个方法。
//遍历类中的所有实例变量，逐个进行归档和反归档
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder{
unsigned int ivarCount = 0;
/*
class_copyIvarList函数，它返回一个指向成员变量信息的数组，数组中每个元素是指向该成员变量信息的objc_ivar结构体的指针。这个数组不包含在父类中声明的变量。outCount指针返回数组的大小。需要注意的是，我们必须使用free()来释放这个数组。
*/
Ivar *vars = class_copyIvarList(object_getClass(self), &ivarCount);
for (int i = 0; i < ivarCount; i++) {
Ivar var = vars[i];
NSString *varName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(var)];
//KVC
id value = [self valueForKey:varName];
//归档
[aCoder encodeObject:value forKey:varName];
}
free(vars);
}
- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder{
self = [self init];
if (self) {
//遍历实例变量链表，逐个进行反归档
unsigned int ivarCount = 0;
Ivar *vars = class_copyIvarList(object_getClass(self), &ivarCount);
for (int i = 0; i < ivarCount; i++) {
Ivar var = vars[i];
NSString *varName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(var)];
//反归档
id value = [aDecoder decodeObjectForKey:varName];
//KVC
[self setValue:value forKey:varName];
}
free(vars);
}
return self;
}
使用
//RunTime实现归档和反归档
//RunTime实现归档和反归档
Person *person1 = [[Person alloc]init];
person1.name = @"jack";
person1.age = 18;
NSData *data = [NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:person1];
Person *person2 = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:data];
NSLog(@"%@",person2.name);//打印结果 jack
2.4实现多播委托
RunTime的这种应用我其实并没用过，但最近看到了，在这分享给大家。
什么是多播委托？
简单的说是指允许创建方法的调用列表或者链表的能力.当多播委托调用的时候,列表中的方法均自动执行.
普通的delegate只能是一对一的回调，无法做到一对多的回调。而多播委托正式对delegate的一种扩展和延伸，多了一个注册和取消注册的过程，但是任何需要回调的对象都必须先注册。
最主要的应用是作为XMPPframework架构的核心之一，且支持多线程！
多播委托的本质？
多播委托的本质还是消息转发，如果一个对象收到一条无法处理的消息，运行时系统会在抛出错误前，给该对象发送一条forwardInvocation:消息，该消息的唯一参数是个NSInvocation类型的对象——该对象封装了原始的消息和消息的参数。
如何实现？
为NSObject添加一个分类，并添加两个方法：添加代理和移除代理
.m文件重写消息转发方法
// 消息转发
/*
消息转发机制使用从下面这个方法中获取的信息来创建NSInvocation对象。因此我们必须重写这个方法，为给定的selector提供一个合适的方法签名。
*/
// 获取方法标识
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
NSMutableArray *delegateArray = objc_getAssociatedObject(self, (__bridge const void *)(kMultiDelegatekey));
for (id aDelegate in delegateArray) {
NSMethodSignature *sig = [aDelegate methodSignatureForSelector:aSelector];
if (sig) {
return sig;
}
}
return [[self class] instanceMethodSignatureForSelector:@selector(doNothing)];
}
/*
运行时系统会在这一步给消息接收者最后一次机会将消息转发给其它对象。对象会创建一个表示消息的NSInvocation对象，把与尚未处理的消息有关的全部细节都封装在anInvocation中，包括selector，目标(target)和参数。我们可以在forwardInvocation方法中选择将消息转发给其它对象。
*/
// 消息转发给其他对象
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
NSMutableArray *delegateArray = objc_getAssociatedObject(self, (__bridge const void *)(kMultiDelegatekey));
for (id aDelegate in delegateArray) {
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 异步转发消息
[anInvocation invokeWithTarget:aDelegate];
});
}
}
@end
2.5实现KVO
苹果是怎样实现KVO的呢？
当我们设置观察一个对象的时候，会动态创建出一个继承自该对象的衍生类，并重写了观察属性的setter方法，该方法会在观察属性更改前后发出通知，因为系统会在消息发送之前更改对象的isa指针，指向衍生类，而被观察对象也就成为了衍生类的实例（多态）。
实现步骤？
根据苹果内部实现原理，我们可以分以下几步实施：
1、检查对象的类有没有相应的 setter方法。如果没有抛出异常；
2、检查对象 isa 指向的类是不是一个 KVO 类。如果不是，新建一个继承原来类的子类，并把 isa 指向这个新建的子类；
3、检查对象的 KVO 类是否重写过这个 setter方法。如果没有，添加重写的 setter 方法；
4、添加这个观察者。
- (void)addObserver:(id)observer forKey:(NSString *)key withBlock:(void (^)(id, NSString *, id, id))block{
//获取setterName
NSString *setName = setterName(key);
SEL setSelector = NSSelectorFromString(setName);
//通过SEL获取方法
Method setMethod = class_getInstanceMethod(object_getClass(self), setSelector);
if (!setMethod) {
@throw [NSException exceptionWithName:@"KVO Error" reason:@"没有setter方法，无法KVO" userInfo:nil];
}
//创建当前的类
//判断是否已经创建了衍生类
Class thisClass = object_getClass(self);
NSString *thisClassName = NSStringFromClass(thisClass);
if (![thisClassName hasPrefix:KVOClassPrefix]) {
thisClass = [self makeKVOClassWithOriginalClassName:thisClassName];
//改变类的标示
object_setClass(self, thisClass);
}
//判断衍生类是否实现了setter方法
if (![self hasSelector:setSelector]) {
const char *setType = method_getTypeEncoding(setMethod);
//自己添加set方法
class_addMethod(object_getClass(self), setSelector, (IMP)setter, setType);
}
NSMutableArray *observers = objc_getAssociatedObject(self, &KVOServerAssociatedKey);
if (!observers) {
observers = [NSMutableArray new];
objc_setAssociatedObject(self, &KVOServerAssociatedKey, observers, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
//创建观察者info类
KVOObserverInfo *info = [[KVOObserverInfo alloc]initWithObserver:observer forKey:key withBlock:block];
[observers addObject:info];
}
//重写setter方法，新的setter在调用原来的setter方法后，通知每个观察者（调用之前传入的block）
void setter(id objc_self,SEL cmd_p,id newValue){
//setterName 转为 name
NSString *setName = NSStringFromSelector(cmd_p);
NSString *key = nameWithSetterName(setName);
//通过kvc获取key对应的value
id oldValue = [objc_self valueForKey:key];
//将setter消息转发给父类
struct objc_super selfSuper = {
.receiver = objc_self,
.super_class = class_getSuperclass(object_getClass(objc_self))
};
//新版方法不带参数，这里只要在Buid Settings中搜索msg，将其修改成NO就可以了
objc_msgSendSuper(&selfSuper,cmd_p,newValue);
//调用block
NSMutableArray *observers = objc_getAssociatedObject(objc_self, &KVOServerAssociatedKey);
for (KVOObserverInfo *info in observers) {
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
if ([info.key isEqualToString:key]) {
info.block(objc_self, key, oldValue, newValue);
}
});
}
}
把观察的数据放在一个关联的类中，如下封装在KVOObserverInfo中：
#import <Foundation/Foundation.h>
typedef void(^ObserverBlock)(id,NSString *,id,id);
@interface KVOObserverInfo : NSObject
// 观察者属性
@property (nonatomic, weak) id observer;
// key属性
@property (nonatomic, copy) NSString *key;
// 回调block
@property (nonatomic, copy) ObserverBlock block;
- (instancetype)initWithObserver:(id)observer forKey:(NSString *)key withBlock:(ObserverBlock)block;
@end
#import "KVOObserverInfo.h"
@implementation KVOObserverInfo
- (instancetype)initWithObserver:(id)observer forKey:(NSString *)key withBlock:(ObserverBlock)block {
self = [super init];
if (self) {
_observer = observer;
_key = key;
_block = block;
}
return self;
}
@end
调用：
//kvo
Person *person = [[Person alloc]init];
//给对象添加观察者
[person addObserver:self forKey:@"name" withBlock:^(id observerObject, NSString *key, id oldValue, id newValue) {
NSLog(@"%@",oldValue);
NSLog(@"%@",newValue);
}];
person.name = @"张三";
person.name = @"李四";
打印数据：
log.png
具体代码请参考github地址：https://github.com/cusinkgetntly/RunTimeDemo.git
如果有什么问题请多多指正，谢谢！
