iOS中runtime运行机制解析

 

iOS中runtime运行机制解析

http://blog.youkuaiyun.com/fuzheng0301/article/details/46898405

一.先思考两个问题:

第一个问题， 
1》runtime实现的机制是什么,怎么用，一般用于干嘛？ 
这个问题我就不跟大家绕弯子了，直接告诉大家， 
runtime是一套比较底层的纯C语言API, 属于1个C语言库, 包含了很多底层的C语言API。 
在我们平时编写的OC代码中, 程序运行过程时, 其实最终都是转成了runtime的C语言代码, runtime算是OC的幕后工作者 
比如说，下面一个创建对象的方法中， 
举例: 
OC : 
[[MJPerson alloc] init] 
runtime : 
objc_msgSend(objc_msgSend(“MJPerson” , “alloc”), “init”)

第二个问题 
runtime 用来干什么呢？？用在那些地方呢？怎么用呢？ 
runtime是属于OC的底层, 可以进行一些非常底层的操作(用OC是无法现实的, 不好实现)

• 在程序运行过程中, 动态创建一个类(比如KVO的底层实现)

• 在程序运行过程中, 动态地为某个类添加属性\方法, 修改属性值\方法

• 遍历一个类的所有成员变量(属性)\所有方法 
  例如：我们需要对一个类的属性进行归档解档的时候属性特别的多，这时候，我们就会写很多对应的代码，但是如果使用了runtime就可以动态设置！

二.学习runtime机制首先要了解下面几个问题 

       Objective-C是一门编译型、动态语言（这里强调下oc是静态类型语言），这在开发语言中是并多见的，一般的动态语言多为解释性语言。OC之所以能够做到即使编译型语言，又是动态语言。就是得益于RunTime机制。

1.相关的头文件和函数 
1> 头文件

• 利用头文件，我们可以查看到runtime中的各个方法！

2> 相关应用

• NSCoding(归档和解档, 利用runtime遍历模型对象的所有属性)
• 字典 –> 模型 (利用runtime遍历模型对象的所有属性, 根据属性名从字典中取出对应的值, 设置到模型的属性上)
• KVO(利用runtime动态产生一个类)
• 用于封装框架(想怎么改就怎么改) 
  这就是我们runtime机制的只要运用方向

3> 相关函数

• 1、class_copyPropertyList  获取一份拷贝的成员列表数组
  

  2、property_getName获取成员名称

  3、class_getInstanceVariable  获取成员对象的Ivar

  4、object_getIvar从Ivar对象中取值

  5、object_setIvar赋值函数
  

  6、objc_msgSend : 给对象发送消息
  

  7、class_copyMethodList : 遍历某个类所有的方法
  

  8、class_copyIvarList : 遍历某个类所有的成员变量
  

  9、class_…..
  

  这些是我们学习runtime必须知道的函数！

2.必备常识 
1> Ivar : 成员变量 
2> Method : 成员方法 
从上面例子中我们看到我们定义的成员变量，如果要是动态创建方法，可以使用Method，

三.我们通过一幅图可以看清楚OC中类与对象的继承层次关系：

注意：所有的metaclass中isa指针都是指向根metaclass，而根metaclass则指向自身。根metaclass是通过继承根类产生的，与根class结构体成员一致，不同的是根metaclass的isa指针指向自身。

1、当我们调用某个对象的对象方法时，它会首先在自身isa指针指向的类（class）methodLists中查找该方法，如果找不到则会通过class的super_class指针找到其父类，然后从其methodLists中查找该方法，如果仍然找不到，则继续通过 super_class向上一级父类结构体中查找，直至根class；

2、当我们调用某个类方法时，它会首先通过自己的isa指针找到metaclass，并从其methodLists中查找该类方法，如果找不到则会通过metaclass的super_class指针找到父类的metaclass结构体，然后从methodLists中查找该方法，如果仍然找不到，则继续通过super_class向上一级父类结构体中查 找，直至根metaclass；

四.下面我们来看一下代码实现：

1、创建一个类

CustomClass.h

[objc]  view plain  copy

 print ?

1. #import <Foundation/Foundation.h>  
2.   
3. @interface CustomClass : NSObject  
4.   
5. @property (nonatomic , strong) NSString *age;  
6.   
7. - (void)test;  
8.   
9. @end  

CustomClass.m

[objc]  view plain  copy

 print ?

1. #import "CustomClass.h"  
2.   
3. @implementation CustomClass  
4.   
5. - (void)test  
6. {  
7.     NSLog(@"这里是CustomClass");  
8.       
9. }  
10.   
11. @end  

接下来创建一个类别来实现RunTime机制

NSObject+RunTimeTest.h

[objc]  view plain  copy

 print ?

1. #import <Foundation/Foundation.h>  
2.   
3. @interface NSObject (RunTimeTest)  
4.   
5. //动态创建一个类，之后为这个类的age属性赋值。  
6. - (id) testRunTime:(NSString *)classname age:(NSString *)age;  
7.   
8.   
9. @end  

NSObject+RunTimeTest.m

[objc]  view plain  copy

 print ?

1. #import "NSObject+RunTimeTest.h"  
2. #import <objc/runtime.h>  
3. #import "CustomClass.h"  
4.   
5.   
6. @implementation NSObject (RunTimeTest)  
7.   
8. - (CustomClass *)testRunTime:(NSString *)classname age:(NSString *)age  
9. {  
10.     // propertyCount 成员属性的数量  
11.     unsigned int propertyCount = 0;  
12.     /* objc_property_t 根据苹果文档的解释：An opaque type that represents an Objective-C declared property. 
13.   个人理解：一个任意类型的对象代表一个oc声明的属性成员 （本人英语水平实在有限）*/  
14.     /* class_copyPropertyList   
15.      文档：Return Value 
16.      An array of pointers of type objc_property_t describing the properties declared by the class. Any properties declared by superclasses are not included. The array contains *outCount pointers followed by a NULL terminator. You must free the array with free(). 
17.      个人理解：主要2个意思：返回一个数组指针，类型为objc_property_t，用完要记得free，释放掉。 
18.      */  
19.     objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([self class], &propertyCount);  
20.     for (unsigned int i = 0; i < propertyCount; i++) {  
21.   objc_property_t property = properties[i];  
22.   //获取成员的名称  
23.   NSString *propertyName = [[NSString alloc] initWithCString:property_getName(property) encoding:NSUTF8StringEncoding];  
24.   NSLog(@"propertyName = %@ -- 成员名称",propertyName);  
25.     
26.   //获取成员内容的Ivar  
27.   Ivar iVar = class_getInstanceVariable([self class], [propertyName UTF8String]);  
28.   //其实上面那行获取代码是为了保险起见，基本是获取不到内容的。因为成员的名称默认会在前面加"_" ，  
29.   if (iVar == nil) {  
30.       iVar = class_getInstanceVariable([self class], [[NSString stringWithFormat:@"_%@",propertyName] UTF8String]);  
31.   }  
32.     
33.   //  取值  
34.   id propertyVal = object_getIvar(self, iVar);  
35.   NSLog(@"propertyVal = %@ --值",propertyVal);  
36.     
37.          
38.     
39.     
40.   // 动态创建类  
41.   Class varClass = NSClassFromString(classname);  
42.   id varObj = [[varClass alloc] init];  
43.   //调用新创建类的方法，这里要主要一定引入对应得头文件，不然调用方法会不错。  
44.   [varObj test];  
45.     
46.   Ivar iVarObj = class_getInstanceVariable(varClass, [@"_age" UTF8String]);  
47.     
48.     
49.     
50.   object_setIvar(varObj, iVarObj, age);  
51.     
52.     
53.   return varObj;  
54.     }  
55.     return nil;  
56.       
57.       
58.       
59. }  
60.   
61. @end  

测试：

ViewController.m

[objc]  view plain  copy

 print ?

1. #import "NSObject+RunTimeTest.h"  
2. #import "CustomClass.h"  
3.   
4. @interface ViewController ()  
5.   
6. @property (nonatomic , strong) NSString *name;  
7.   
8.   
9. @end  
10.   
11. @implementation ViewController  
12.   
13. - (void)viewDidLoad {  
14.   [super viewDidLoad];  
15.   // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.  
16.     
17.   _name = @"xiaonan";  
18.   CustomClass *tmp = [self testRunTime:@"CustomClass" age:@"098"];  
19.   NSLog(@"tmp.age = %@",tmp.age);  
20.     
21.     
22. }  

结果输出：

[objc]  view plain  copy

 print ?

1. 2014-11-29 17:16:55.483 TestRunTime2[21001:176367] propertyName = name -- 成员名称  
2. 2014-11-29 17:16:55.483 TestRunTime2[21001:176367] propertyVal = xiaonan --值  
3. 2014-11-29 17:16:55.484 TestRunTime2[21001:176367] 这里是CustomClass  
4. 2014-11-29 17:16:55.484 TestRunTime2[21001:176367] tmp.age = 098