在开始Runtime前，先看一个例子。
新建一个继承于NSObject的Dog类，.h文件添加一个run方法，run方法在.m文件不实现。
ViewController中创建Dog类实例。
各位看官猜猜会发生什么事？
没错，unrecognized selector sent to instance 0x600003e17170， 这在开发中是很常见的。找不到这个方法。
再做一个变更，假如Dog继承自Animal类，Animal的.m文件实现run方法，那会怎样？
run方法在控制台上打印出来了，这能证明在运行时，如果找不到方法，会向父类查找吗？
我们都知道，NSObject是所有类的父类，如果run方法能在NSObject这个类实现，那么就能证明实例对象在找方法时，会先从本类查找，如果本类没有，就向父类查找，如果仍没有，则报错。
先创建一个NSObect分类。此处多加一个func(不知此方法用途的，请自行百度哦)
控制台打印的是：
至此，可以大胆确定：
实例对象在找方法时，会先从本类查找，如果本类没有，就向父类查找，如果仍没有，则报错。
理论已经了解，那么代码实现如何？
Runtime的主要特性是什么呢？ ---- 消息(方法)传递
如果消息(方法)在对象中找不到，就进行转发。
这里依照以下3个方面进行。
1.Runtime消息传递
2.Runtime消息转发
3.Runtime应用
Runtime消息传递：
以此代码为例：
[doLin run]，转化过来就是objc_msgSend(doLin, run)
这有4个步骤：
- 通过obj的isa指针找到它的 class(此例为Dog) ;
- 在 class 的 method list 找 run ;
- 如果 class 中没到 run，继续往它的 superClass 中找 ;
- 一旦找到 run 这个函数，就去执行它的实现IMP 。(IMP指针，IMP就是Implementation的缩写，顾名思义，它是指向一个方法实现的指针，每一个方法都有一个对应的IMP)
这确实实现了方法查找，那可能有人要问，如果每次都需要遍历查找，查找效率是否太低下了？
别担心，苹果也帮你想好了。这就要提objc_cache。
objc_class 中另一个重要成员objc_cache 做的事情 - 再找到run 之后，把run 的method_name 作为key ，method_imp作为value 给存起来。当再次收到run 消息的时候，可以直接在cache 里找到，避免去遍历objc_method_list。objc_cache是存在objc_class 结构体中的。
objec_msgSend的方法定义如下：
OBJC_EXPORT id objc_msgSend(id self, SEL op, ...)
那消息传递是怎么实现的呢？我们看看对象(object)，类(class)，方法(method)这几个的结构体：
- 系统首先找到消息的接收对象，然后通过对象的isa找到它的类。
- 在它的类中查找method_list，是否有selector方法。
- 没有则查找父类的method_list。
- 找到对应的method，执行它的IMP。
- 转发IMP的return值。
消息传递用到的概念：
类对象(objc_class)
实例(objc_object)
元类(Meta Class)
Method(objc_method)
SEL(objc_selector)
IMP
类缓存(objc_cache)
Category(objc_category)
- 类对象(objc_class)
OC类是由Class类型来表示的，实际是指向objc_class结构体的指针。
typedef struct objc_class *Class;
objc/runtime.h，objc_class结构体的定义：
从上到下包含了：
- isa指针
- 类名
- 版本号
- 信息
- 实例大小
- 实例变量
- 方法列表
- 缓存
- 遵守的协议列表
这个类结构体的第一个成员变量是isa, 也证明了，类是对象，称为类对象。
类对象就是一个结构体struct objc_class，这个结构体存放的数据称为元数据(metadata)，
-
实例(objc_object)
image.png
类对象中的元数据存储什么？
答：如何创建一个实例的相关信息。
那么类对象和类方法应该从哪里创建呢？
答：从isa指针指向的结构体创建，类对象的isa指针指向的我们称之为元类(metaclass)，元类中保存了创建类对象以及类方法所需的所有信息，因此整个结构应该如下图所示:
元类(Meta Class)
上图整个体系构成了一个自闭环，struct objc_object结构体实例isa指针指向类对象，类对象的isa指针指向了元类，super_class指针指向了父类的类对象，
而元类的super_class指针指向了父类的元类，那元类的isa指针又指向了自己。
元类(Meta Class)是一个类对象的类。
在上面我们提到，所有的类自身也是一个对象，我们可以向这个对象发送消息(即调用类方法)。
为了调用类方法，这个类的isa指针必须指向一个包含这些类方法的一个objc_class结构体。这就引出了meta-class的概念，元类中保存了创建类对象以及类方法所需的所有信息。
任何NSObject继承体系下的meta-class都使用NSObject的meta-class作为自己的所属类，而基类的meta-class的isa指针是指向它自己。-
Method(objc_method)
image.png
Method就是表示能够独立完成一个功能的一段代码，比如：
- (void)run{
NSLog(@"This man run so quickly");
}//这段代码，就是一个函数。
我们来看下objc_method这个结构体的内容：
- SEL method_name 方法名
- char *method_types 方法类型
- IMP method_imp 方法实现
SEL为Key, IMP为Value, 方法查找过程，就是通过相应的SEL查找IMP实现
- SEL(objc_selector)
-
IMP
指向最终实现程序的内存地址的指针。
image.png 类缓存(objc_cache)
为了加速消息分发， 系统会对方法和对应的地址进行缓存，就放在上述的objc_cache，所以在实际运行中，大部分常用的方法都是会被缓存起来的，Runtime系统实际上非常快，接近直接执行内存地址的程序速度。Category(objc_category)
name：是指 class_name 而不是 category_name。(例如，为Dog类添加分类，此name则指Dog)
cls：要扩展的类对象，编译期间是不会定义的，而是在Runtime阶段通过name对 应到对应的类对象。
instanceMethods：category中所有给类添加的实例方法的列表。
classMethods：category中所有添加的类方法的列表。
protocols：category实现的所有协议的列表。
instanceProperties：表示Category里所有的properties，这就是我们可以通过objc_setAssociatedObject和objc_getAssociatedObject增加实例变量的原因，不过这个和一般的实例变量是不一样的。
从上面的category_t的结构体中可以看出，分类中可以添加实例方法，类方法，甚至可以实现协议，添加属性，不可以添加成员变量。
消息转发
先看看下面一则图片：此图标记为pNews;
发送消息会在相关的类对象中搜索方法列表，如果找不到则会沿着继承树向上一直搜索知道继承树根部（通常为NSObject），如果还是找不到并且消息转发都失败了就回执行doesNotRecognizeSelector:方法报unrecognized selector错。
那消息转发是什么？？？？？？
- 动态方法解析
- 备用接收者
- 完整消息转发
动态方法解析：
例如：
viewDidLoad中执行run:方法，但是ViewController中根本未实现run:方法，
如果不做补救，不可避免的就是奔溃的下场....
那好，要怎么补救呢？
-
import <objc/message.h>
- 实现resolveInstanceMethod:方法（这是返回BOOL的，应怎么返回呢？运用一句话，遇上对的人，勇敢说YES。上面提到SEL是Key, IMP要Value, 在没有IMP的情况下，首先选出SEL, 此例为@selector(run:), 找到后，即指定新的方法）
-
写新的c函数， 此例为void runMethod(id obj, SEL _cmd), 执行runMethod函数的IMP.
执行结果如下：
image.png
如果是下列情况呢？
这里不再添加新函数， 不可避免再次奔溃。
突然在想，+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel ，返回YES和NO的区别在哪？上图pNews有写，如果返回YES, 那么就到了消息已处理了，那我强行转成YES, 是否可以标记消息已处理？
尝试过后，无语的发现，[ViewController run:]: unrecognized selector sent to instance 0x7f8786d14400'
大胆假设一下下，在执行run函数的时候，通过run函数这个SEL的key, 无法找到相应的IMP, 因此即使重写了+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel， 返回了YES, 也没用，那么会走怎样的流程呢？
下一步就是找接收者了。
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector；//方法名的函义是：为选择器转发对象
这一步，要开始“造假对象”了。
“造假对象”？？？？？？
在Dog类中实现run方法，返回Dog对象，让Dog对象接收这个消息，
这时，控制台打印出Dog类执行run后的方法。
打印结果也证明我们成功实现了转发。
完整的消息转发流程如下：
其实省略以下两步完全不影响，这是因为
resolveInstanceMethod，返回YES/NO都不影响往下走流程
forwardingTargetForSelector一定返回nil。
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector//给选择器的方法签名， 签名，是为了进入forwardInvocation方法
分析一下- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation的实现
- 获取SEL
- 创建接收者，此例为Dog类型的实例d
- 如果d 响应SEL方法，实例d被调用去执行run:方法；否则，run：方法无法识别
Runtime应用
Runtime应用场景非常多，下面就介绍一些常见的应用场景。
- 关联对象(Objective-C Associated Objects)给分类增加属性
- 方法魔法(Method Swizzling)方法添加和替换和KVO实现
- 消息转发(热更新)解决Bug(JSPatch)
- 实现NSCoding的自动归档和自动解档
- 实现字典和模型的自动转换(MJExtension)
关联对象(Objective-C Associated Objects)
给分类添加方法是很常见的，这里就不展示了，这里只展示给分类添加属性。
可能有小伙伴立马来说，添加属性有什么好说的，随手就来一个。
然后立刻奔溃了。。。
分类中没有此新增属性的getter， setter方法，因此在调用getter时，会立马奔溃。
那是不是意味着不能支持添加属性？
不是，这时候就要到关联Objective-C Associated Objects了。
问题来了，怎样才能实现在分类中成功添加属性呢？
分析一下：
以上是实现getter, setter方法。
-
import <objc/message.h>
- setter方法中objc_setAssociatedObject设置关联，
- getter方法， return objc_getAssociatedObject(self, "cpoName"); //注意"cpoName"就等同于字典的key, 要保持一致。
- Dog示例调用setter, getter --- cpoName
黑魔法 --- 方法魔法(Method Swizzling)方法添加
方法交换是很有优势的体现，例子如下
如果是TableView, 默认刷新数据的方法有reloaddata, 如果希望在reloaddata前做一些个性化操作，那么黑魔法无疑是很有优势的。
注意：替换的方法内部要自己调用自己，否则不实现，这样可以做自己的操作后，再自行刷新
此文部分内容参考了来源：https://www.jianshu.com/p/6ebda3cd8052
