Runtime学习笔记

参考

Runtime一小时入门

如何正确使用Runtime

什么是Runtime

Objective-C Runtime是一个将C语言转化为面向对象语言的扩展

与C++的区别 C++是基于静态类型，而Objective-C是基于动态运行时类型。也就是说用C++编写的程序编译时就直接编译成了可令机器读懂的机器语言；用Objective-C编写的程序不能直接编译成可令机器读懂的机器语言，而是在程序运行的时候，通过Runtime把程序转为可令机器读懂的机器语言。

Runtime中的元素

• id和Class

  Class是一个指向objc_class结构体的指针，而id是一个指向objc_object结构体的指针，其中的isa是一个指向objc_class结构体的指针。其中的id就是我们所说的对象，Class就是我们所说的类。

  类与对象的区别：类比对象多了很多特征成员，类也可以当做一个objc_object来对待，也就是说类和对象都是对象，分别称作类对象（class object）和实例对象（instance object），这样我们就可以区别对象和类了。

  isa：objc_object（实例对象）中isa指针指向的类结构称为class（也就是该对象所属的类）其中存放着普通成员变量与动态方法（“-”开头的方法）；此处isa指针指向的类结构称为metaclass，其中存放着static类型的成员变量与static类型的方法（“+”开头的方法）。

  super_class： 指向该类的父类的指针，如果该类是根类（如NSObject或NSProxy），那么super_class就为nil。

• SEL

  SEL是selector在Objective-C中的表示类型。selector可以理解为区别方法的ID。

  结构内含有：名称、类型

• IMP

  IMP是“implementation”的缩写，它是由编译器生成的一个函数指针。当你发起一个消息后（下文介绍），这个函数指针决定了最终执行哪段代码。

• Method

  Method代表类中的某个方法的类型。

  结构内含有

  • 方法名method_name类型为SEL。
  • 方法类型method_types是一个char指针，存储着方法的参数类型和返回值类型。
  • 方法实现method_imp的类型为IMP。

• Ivar

  Ivar代表类中实例变量的类型

  结构内含有：变量名、变量类型、基地址偏移字节、占用空间

• objc_property_t

  objc_property_t是属性

  objc_property是内置的类型，与之关联的还有一个objc_property_attribute_t，它是属性的attribute，也就是其实是对属性的详细描述，包括属性名称、属性编码类型、原子类型/非原子类型等。

• Cache

  缓存

  结构内含有

  • mask: 指定分配cache buckets的总数。在方法查找中，Runtime使用这个字段确定数组的索引位置。
  • occupied: 实际占用cache buckets的总数。
  • buckets: 指定Method数据结构指针的数组。这个数组可能包含不超过mask+1个元素。需要注意的是，指针可能是NULL，表示这个缓存bucket没有被占用，另外被占用的bucket可能是不连续的。这个数组可能会随着时间而增长。
  • objc_msgSend（下文讲解）每调用一次方法后，就会把该方法缓存到cache列表中，下次的时候，就直接优先从cache列表中寻找，如果cache没有，才从methodLists中查找方法。

• Catagory

  类别

  结构内含有：类别名称、类名称、实例方法列表、类方法列表、协议列表

传递和转发

• 消息传递
  1. 检查selector是不是要忽略的
  2. 检查target是否为nil
  3. isa指针查找方法列表，若找不到，则从上一级父类查找，直至根class
  4. 若前三部分都找不到，则进入消息动态解析

• 消息转发（消息动态解析）
  1. 通过resolveInstanceMethod:方法，决定是否动态添加方法
  2. 进入forwardingTargetForSelector:方法，用于指定备选对象响应这个selector，不能指定为self
  3. 通过methodSignatureForSelector:方法签名，如果返回nil，则消息无法处理
  4. 调用forwardInvocation:方法，如果方法调用成功，则结束。如果失败，则进入doesNotRecognizeSelector:方法，若我们没有实现这个方法，那么就会crash

应用

• 字典模型互相转换（ json to model）
• 实现多继承
• 添加属性，关联对象
• 动态增加方法
• isa swizzling
• method swizzling
• NSCoding自动归档、解档
• 面向层面编程