用Objective-C等面向对象语言编程时,"对象"(object)就是"基本构造单元"(building block)。开发者可以通过对象来存储并传递数据。在对象之间传递数据并执行任务的过程就叫做"消息传递"(Messaging)。当程序运行起来以后,为其提供相关支持的代码叫做"Objective-C运行期环境"(Objective-C runtime),它提供了一些使得对象之间能够传递消息的重要函数,并且包含创建类实例所用的全部逻辑。即我们写的oc代码，它在运行的时候是转换成了runtime方式运行的，更好的理解runtime，也能帮我们更深的掌握oc语言。每一个oc的方法，底层必然有一个与之对应的runtime方法。
那什么是Objective-C runtime?
简单来说，Objective-C runtime是一个实现Objective-C语言的C库。对象可以用C语言中的结构体表示，而方法（methods）可以用C函数实现。事实上，他们差不多也是这么干了，另外再加上了一些额外的特性。这些结构体和函数被runtime函数封装后，我们就可以在程序运行时创建，检查，修改类，对象和它们的方法。
runtime的常见方法
//返回一个指向类的成员变量数组的指针
class_copyIvarList（）
//返回一个指向类的属性数组的指针
class_copyPropertyList（）
注意：根据Apple官方runtime.h文档所示，上面两个方法返回的指针，在使用完毕之后必须free()。
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//获取成员变量名-->C类型的字符串
ivar_getName（）
//获取属性名-->C类型的字符串
property_getName（）
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typedef struct objc_method *Method;
class_getInstanceMethod（）
//以上两个函数传入返回Method类型
class_getClassMethod（）
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//交换两个方法的实现
method_exchangeImplementations（）
runtime在开发中的用途
1.动态的遍历一个类的所有成员变量，属性,方法,协议等,可用于字典转模型,归档解档操作
unsigned int count;
//获取成员变量的结构体
Ivar *ivars = class_copyIvarList([Person class], &count); for (int i = 0; i < count; i++) {
Ivar ivar = ivars[i];
//根据ivar获得其成员变量的名称
const char *name = ivar_getName(ivar);
//C的字符串转OC的字符串
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
NSLog(@"%d == %@",i,key);
}
//记得释放
free(ivars); //获得指向该类所有属性的指针
objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([Person class], &count); for (int i = 0; i < count; i++) {
//获得该类的一个属性的指针
objc_property_t property = properties[i];
//获取属性的名称
const char *name = property_getName(property);
//将C的字符串转为OC的
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name]; NSLog(@"%d == %@",i,key);
}
//记得释放
free(properties); //获取指向该类所有方法的指针
Method *methods = class_copyMethodList([Person class], &count); for (int i = 0; i < count; i++) {
//获取该类的一个方法的指针
Method method = methods[i];
//获取方法
SEL methodSEL = method_getName(method);
//将方法转换为C字符串
const char *name = sel_getName(methodSEL);
//将C字符串转为OC字符串
NSString *methodName = [NSString stringWithUTF8String:name]; //获取方法参数个数
int arguments = method_getNumberOfArguments(method); NSLog(@"%d == %@ %d",i,methodName,arguments);
}
//记得释放
free(methods); //获取指向该类遵循的所有协议的指针
__unsafe_unretained Protocol **protocols = class_copyProtocolList([self class], &count); for (int i = 0; i < count; i++) {
//获取该类遵循的一个协议指针
Protocol *protocol = protocols[i];
//获取C字符串协议名
const char *name = protocol_getName(protocol);
//C字符串转OC字符串
NSString *protocolName = [NSString stringWithUTF8String:name];
NSLog(@"%d == %@",i,protocolName);
}
//记得释放
free(protocols);
应用场景：
- 可以利用遍历类的属性，来快速的进行归档操作。
将从网络上下载的json数据进行字典转模型。
//注意：归档解档需要遵守<NSCoding>协议，实现以下两个方法
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
unsigned int count;
//获得指向当前类的所有属性的指针
objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([self class], &count); for (int i = 0; i < count; i++) {
//获取指向当前类的一个属性的指针
objc_property_t property = properties[i];
//获取C字符串属性名
const char *name = property_getName(property);
//C字符串转OC字符串
NSString *propertyName = [NSString stringWithUTF8String:name];
//通过关键词取值
NSString *propertyValue = [self valueForKey:propertyName];
//编码属性
[aCoder encodeObject:propertyValue forKey:propertyName];
}
//记得释放
free(properties);
} - (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
unsigned int count;
//获得指向当前类的所有属性的指针
objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([self class], &count); for (int i = 0; i < count; i++) {
//获取指向当前类的一个属性的指针
objc_property_t property = properties[i];
//获取C字符串属性名
const char *name = property_getName(property);
//C字符串转OC字符串
NSString *propertyName = [NSString stringWithUTF8String:name];
//解码属性值
NSString *propertyValue = [aDecoder decodeObjectForKey:propertyName];
[self setValue:propertyValue forKey:propertyName];
}
//记得释放
free(properties);
return self;
}
//重写description方法,打印出自定义的属性
- (NSString *)description{
NSString *string = [NSString stringWithFormat:@"name=%@ \n age=%d \n apples=%@",_name,_age,_apples];
return string;
}
归档解档方法
//自定义类
Person *p = [[Person alloc] init];
p.name = @"张三";
p.age = 18;
p.apples = @[@"iphone",@"ipad"]; //归档
NSString *filePath = [NSHomeDirectory() stringByAppendingPathComponent:@"person.archiver"];
BOOL success = [NSKeyedArchiver archiveRootObject:p toFile:filePath];
if(success){
NSLog(@"归档成功");
}
//解归档
Person *person = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithFile:filePath];
NSLog(@"%@",person);
字典转模型
#import "NSObject+Item.h"
#import <objc/message.h> @implementation NSObject (Item) // 字典转模型
+ (instancetype)objectWithDict:(NSDictionary *)dict
{
// 创建对应模型对象
id objc = [[self alloc] init];
unsigned int count = 0; // 1.获取成员属性数组
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count); // 2.遍历所有的成员属性名,一个一个去字典中取出对应的value给模型属性赋值
for (int i = 0; i < count; i++) { // 2.1 获取成员属性
Ivar ivar = ivarList[i]; // 2.2 获取成员属性名 C -> OC 字符串
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)]; // 2.3 _成员属性名 => 字典key
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1]; // 2.4 去字典中取出对应value给模型属性赋值
id value = dict[key]; // 获取成员属性类型
NSString *ivarType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)]; // 二级转换,字典中还有字典,也需要把对应字典转换成模型
//
// 判断下value,是不是字典
if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![ivarType containsString:@"NS"]) {
// 是字典对象,并且属性名对应类型是自定义类型
// user User // 处理类型字符串 @\"User\" -> User
ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@" withString:@""];
ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\"" withString:@""];
//自定义对象,并且值是字典
// value :user 字典 -> User模型
// 获取模型(user)类对象
Class modalClass = NSClassFromString(ivarType); //字典转模型
if(modalClass){
value = [modalClass objectWithDict:value];
}
// 三级转换：NSArray中也是字典，把数组中的字典转换成模型.
// 判断值是否是数组
if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) {
// 判断对应类有没有实现字典数组转模型数组的协议
if ([self respondsToSelector:@selector(arrayContainModelClass)]) { // 转换成id类型，就能调用任何对象的方法
id idSelf = self; // 获取数组中字典对应的模型
NSString *type = [idSelf arrayContainModelClass][key]; // 生成模型
Class classModel = NSClassFromString(type);
NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray array];
// 遍历字典数组，生成模型数组
for (NSDictionary *dict in value) {
// 字典转模型
id model = [classModel objectWithDict:dict];
[arrM addObject:model];
} // 把模型数组赋值给value
value = arrM; }
} // 2.5 KVC字典转模型
if (value) { [objc setValue:value forKey:key];
}
} // 返回对象
return objc; } @end
2.交换方法,可以是不同类的方法,也可以是同类的
Method one = class_getInstanceMethod([Person0 class], @selector(oneMethod));
Method two = class_getInstanceMethod([Person1 class], @selector(twoMethod));
method_exchangeImplementations(one, two);
3.添加方法
- (void)sayFrom
{ class_addMethod([self.person class], @selector(guess), (IMP)guessAnswer, "v@:");
if ([self.person respondsToSelector:@selector(guess)]) {
//Method method = class_getInstanceMethod([self.xiaoMing class], @selector(guess));
[self.person performSelector:@selector(guess)]; } else{
NSLog(@"Sorry,I don't know");
}
self.textview.text = @"beijing";
} void guessAnswer(id self,SEL _cmd){ NSLog(@"i am from beijing"); }
4.拦截调用动态添加
/*
*+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel;//调用不存在的类方法时返回No,可以加上自己的处理,返回Yes
*+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel;//跟上面的类似,不过处理的是实例方法
*/ //首先从外部隐式调用一个不存在的方法：
[target performSelector:@selector(resolveAdd:) withObject:@"test"];
//然后，在target对象内部重写拦截调用的方法，动态添加方法。
void runAddMethod(id self, SEL _cmd, NSString *string){
NSLog(@"add C IMP ", string);
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
//给本类动态添加一个方法
if ([NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"resolveAdd:"]) {
class_addMethod(self, sel, (IMP)runAddMethod, "v@:*");
}
return YES;
}
5.方法上加功能
@implementation UIButton(count)
//load方法会在类第一次被加载的时候调用
+ (void)load { static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{ Class selfClass = [self class]; SEL oriSEL = @selector(sendAction:to:forEvent:);
Method oriMethod = class_getInstanceMethod(selfClass, oriSEL); SEL cusSEL = @selector(mySendAction:to:forEvent:);
Method cusMethod = class_getInstanceMethod(selfClass, cusSEL); BOOL addSucc = class_addMethod(selfClass, oriSEL, method_getImplementation(cusMethod), method_getTypeEncoding(cusMethod));
if (addSucc) {
class_replaceMethod(selfClass, cusSEL, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));
}else {
method_exchangeImplementations(oriMethod, cusMethod);
} });
} - (void)mySendAction:(SEL)action to:(id)target forEvent:(UIEvent *)event {
[[Tool sharedManager] addCount];
[self mySendAction:action to:target forEvent:event];
}
6.动态变量控制
unsigned int count = 0;
Ivar *ivar = class_copyIvarList([self.person class], &count);
for (int i = 0; i<count; i++) {
Ivar var = ivar[i];
const char *varName = ivar_getName(var);
NSString *proname = [NSString stringWithUTF8String:varName]; if ([proname isEqualToString:@"_name"]) { //这里别忘了给属性加下划线
object_setIvar(self.person, var, @"daming");//使用runtime将.name属性的值修改
break;
}
}
NSLog(@"XiaoMing change name is %@",self.person.name);
7.拓展属性
/*
*在开发中经常需要给已有的类添加方法和属性，但是Objective-C是不允许给已有类通过分类添加属性的，因为类分类是不会自动生成成员变量的。但是，我们可以通过运行时机制就可以做到了。
*/
@interface NSObject(height)
//头文件中声明一个属性
@property (nonatomic, assign) double height;
@end @implementation NSObject(height)
static double heightKey;//用来参考 -(void)setHeight:(double)height
{ /*设置关联值（Setter）
* void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key,id value,objc_AssociationPolicy)
* object:与谁关联,通常都是传self* key:唯一键,在获取值时通过该键获取,通常是使用static const void *来声明
* value: 关联所设置的值
* policy:内存管理策略,比如使用copy
*/
objc_setAssociatedObject(self, &heightKey, @(height), OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
} -(double)height
{ /*获取关联值（Getter）
* id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)
* object:与谁关联,通常都是传self* key:唯一键,在设置关联时所使用的键
*/ return [objc_getAssociatedObject(self, &heightKey) doubleValue];
} @end
以上是关于runtime一些常见的用法,关于详细的原理介绍推荐阅读以下博客: