runtime常见问题

作者: 树根曰 | 来源:发表于2016-12-22 11:14 被阅读0次

1 . iOS runtime 运行时，动态添加属性方法
首先, 要明白为什么要动态给类添加方法？

如果一个类方法很多，加载类到内存的时候也比较耗费资源，需要给每个方法生成一个映射表，可以使用动态给某个类添加方法。也就是说:"不去实现类的方法，采用动态的方式添加，通过不提前加入内存的方式来减少消耗"

    ivar表示成员变量
    class_addIvar
    class_addMethod
    class_addProperty
    class_addProtocol
    class_replaceProperty

如果我们需要动态的加载一个属性，我们就要使用这个set方法首先我们分析一下，OBJC_EXPORT void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
参数含义
• id object ：源对象 -指定我们需要绑定的对象，e.g ,给一个字符串添加一个内容
• const void * key ：设置一个静态常亮，也就是Key 值，通过这个我们可以找到我们关联对象的那个数据值
• id value 这个是我们打点调用属性的时候会自动调用set方法进行传值
• objc_AssociationPolicy policy ：这个是关联策略，这几个管理策略，我们看下都有什么;

typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy) {
    
    // 第一个关联策略是基于基本类型的，也就是我们常用的assign 属性
    OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0,           /**< Specifies a weak reference to the associated object. */
    //关联策略是基于对象类型的，如我们正常的是retain nonatomic （非原子操作）类型 ，retain  ： 保留一个引用指针，内存地址不修改，指向同一块内存地址
    OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, /**< Specifies a strong reference to the associated object.
                                            *   The association is not made atomically. */
    //这个相当于属性中对一些对象或者字符串进行的copy 这个是拷贝一个新对象，内存地址不在一起，还是使用的非原子类型，非原子类型我们也称之为线程不安全的操作，但是对于OC里面的数据操作，我们尽量避开原子操作，原子操作是线程安全的，会影响我们对数据的写入操作
    OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3,   /**< Specifies that the associated object is copied.
                                            *   The association is not made atomically. */
    // 简单的指针引用， retain 操作
    OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401,       /**< Specifies a strong reference to the associated object.
                                            *   The association is made atomically. */
    //把简单的对象拷贝到一个新的内存地址
    OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403          /**< Specifies that the associated object is copied.
                                            *   The association is made atomically. */
};

以上就是我们动态添加属性索要用到的一些方法，简单理解就是
： set(源对象，常亮key，数值，属性关联策略)

下面这个想必都可以看明白，类似我们的getter 方法

__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_6, __IPHONE_3_1);```

同样 传入的参数有两个：

    id object ：当前的属性是关联在那个对象上的，和set 保持一致
    const void * key : 静态关键key 要获取的值就是根据关联对象可以关键key 获取对应的数据

使用方法我们介绍完毕了，下面直接代码:
UIControl+RYButton.h

import <UIKit/UIKit.h>

@interface UIControl (RYButton)
// 声明一个时间间隔
@property (assign,nonatomic)NSTimeInterval ry_time;

@end

UIControl+RYButton.m

import "UIControl+RYButton.h"

import <objc/runtime.h>

static const char * RY_CLICKKEY = "ry_clickkey";
@implementation UIControl (RYButton)

(void)setRy_time:(NSTimeInterval)ry_time{
objc_setAssociatedObject(self, RY_CLICKKEY, @(ry_time), OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);

}

(NSTimeInterval)ry_time{
return [objc_getAssociatedObject(self, RY_CLICKKEY) doubleValue];

}
@end

使用方法

(void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
ThirdPartService * service = [ThirdPartService new];
NSLog(@"%@ ---%@",NSStringFromSelector(_cmd),service);

UIButton * button = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
button.ry_time = 1.0f;

}

2 . runtime 如何实现 weak 属性

>首先要搞清楚weak属性的特点
weak策略表明该属性定义了一种“非拥有关系” (nonowning relationship)。为这种属性设置新值时，设置方法既不保留新值，也不释放旧值。此特质同assign类似;然而在属性所指的对象遭到摧毁时，属性值也会清空(nil out)

>那么runtime如何实现weak变量的自动置nil？

>runtime对注册的类，会进行布局，会将 weak 对象放入一个 hash 表中。用 weak 指向的对象内存地址作为 key，当此对象的引用计数为0的时候会调用对象的 dealloc 方法，假设 weak 指向的对象内存地址是a，那么就会以a为key，在这个 weak hash表中搜索，找到所有以a为key的 weak 对象，从而设置为 nil。

>weak属性需要在dealloc中置nil么
在ARC环境无论是强指针还是弱指针都无需在 dealloc 设置为 nil ， ARC 会自动帮我们处理
即便是编译器不帮我们做这些，weak也不需要在dealloc中置nil
在属性所指的对象遭到摧毁时，属性值也会清空

>```objc// 模拟下weak的setter方法，大致如下- (void)setObject:(NSObject *)object{ objc_setAssociatedObject(self, "object", object, OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN); [object cyl_runAtDealloc:^{ _object = nil; }];}```

3 . runtime如何通过selector找到对应的IMP地址？（分别考虑类方法和实例方法）
>每一个类对象中都一个对象方法列表（对象方法缓存）
类方法列表是存放在类对象中isa指针指向的元类对象中（类方法缓存）
方法列表中每个方法结构体中记录着方法的名称,方法实现,以及参数类型，其实selector本质就是方法名称,通过这个方法名称就可以在方法列表中找到对应的方法实现.
当我们发送一个消息给一个NSObject对象时，这条消息会在对象的类对象方法列表里查找
当我们发送一个消息给一个类时，这条消息会在类的Meta Class对象的方法列表里查找。

4 . 使用runtime Associate方法关联的对象，需要在主对象dealloc的时候释放么？

>无论在MRC下还是ARC下均不需要被关联的对象在生命周期内要比对象本身释放的晚很多，它们会在被 NSObject -dealloc 调用的object_dispose()方法中释放**补充：对象的内存销毁时间表，分四个步骤**

1、调用 -release ：引用计数变为零

对象正在被销毁，生命周期即将结束.
不能再有新的 __weak 弱引用，否则将指向 nil.
调用 [self dealloc]

2、父类调用 -dealloc

继承关系中最直接继承的父类再调用 -dealloc
如果是 MRC 代码则会手动释放实例变量们（iVars）
继承关系中每一层的父类都再调用 -dealloc

3、NSObject 调 -dealloc

只做一件事：调用 Objective-C runtime 中object_dispose() 方法

调用 object_dispose()

为 C++ 的实例变量们（iVars）调用 destructors
为 ARC 状态下的实例变量们（iVars）调用 -release
解除所有使用 runtime Associate方法关联的对象
解除所有 __weak 引用
调用 free()

5 . _objc_msgForward函数是做什么的？直接调用它将会发生什么？
>_objc_msgForward是IMP类型，用于消息转发的：
当向一个对象发送一条消息，但它并没有实现的时候，_objc_msgForward会尝试做消息转发直接调用_objc_msgForward是非常危险的事，
这是把双刃刀，如果用不好会直接导致程序Crash，但是如果用得好，能做很多非常酷的事
[JSPatch](https://github.com/bang590/JSPatch)就是直接调用_objc_msgForward来实现其核心功能的
[详细解说](https://github.com/ChenYilong/iOSInterviewQuestions/blob/master/01%E3%80%8A%E6%8B%9B%E8%81%98%E4%B8%80%E4%B8%AA%E9%9D%A0%E8%B0%B1%E7%9A%84iOS%E3%80%8B%E9%9D%A2%E8%AF%95%E9%A2%98%E5%8F%82%E8%80%83%E7%AD%94%E6%A1%88/%E3%80%8A%E6%8B%9B%E8%81%98%E4%B8%80%E4%B8%AA%E9%9D%A0%E8%B0%B1%E7%9A%84iOS%E3%80%8B%E9%9D%A2%E8%AF%95%E9%A2%98%E5%8F%82%E8%80%83%E7%AD%94%E6%A1%88%EF%BC%88%E4%B8%8B%EF%BC%89.md)参见这里的第一个问题解答文

6 . 能否向编译后得到的类中增加实例变量？能否向运行时创建的类中添加实例变量？为什么？
> · 不能向编译后得到的类中增加实例变量；
· 能向运行时创建的类中添加实例变量；
分析如下：
>>1. 因为编译后的类已经注册在runtime中，类结构体中的objc_ivar_list 实例变量的链表和instance_size实例变量的内存大小已经确定，同时runtime 会调用class_setIvarLayout 或 class_setWeakIvarLayout来处理strong weak引用，所以不能向存在的类中添加实例变量
>>2. 运行时创建的类是可以添加实例变量，调用 class_addIvar函数，但是得在调用objc_allocateClassPair之后，objc_registerClassPair之前，原因同上。

7 . 简述下Objective-C中调用方法的过程（runtime）
>Objective-C是动态语言，每个方法在运行时会被动态转为消息发送，即：objc_msgSend(receiver, selector)，整个过程介绍如下：

>>1. objc在向一个对象发送消息时，runtime库会根据对象的isa指针找到该对象实际所属的类
2. 然后在该类中的方法列表以及其父类方法列表中寻找方法运行
3. 如果，在最顶层的父类（一般也就NSObject）中依然找不到相应的方法时，程序在运行时会挂掉并抛出异常unrecognized selector sent to XXX
4. 但是在这之前，objc的运行时会给出三次拯救程序崩溃的机会，这三次拯救程序奔溃的说明见问题[《什么时候会报unrecognized selector的异常》](http://www.jianshu.com/p/0ad2f1a9386d)中的说明

>补充说明：Runtime 铸就了Objective-C 是动态语言的特性，使得C语言具备了面向对象的特性，在程序运行期创建，检查，修改类、对象及其对应的方法，这些操作都可以使用runtime中的对应方法实现。

8 . 什么是method swizzling（俗称黑魔法）
>1. 简单说就是进行方法交换
2. 在Objective-C中调用一个方法，其实是向一个对象发送消息，查找消息的唯一依据是selector的名字。利用Objective-C的动态特性，可以实现在运行时偷换selector对应的方法实现，达到给方法挂钩的目的
3. 每个类都有一个方法列表，存放着方法的名字和方法实现的映射关系，selector的本质其实就是方法名，IMP有点类似函数指针，指向具体的Method实现，通过selector就可以找到对应的IMP 
![](https://img.haomeiwen.com/i2790607/5e35e961f6e6521f.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)
4. 交换方法的几种实现方式
   a. 利用 method_exchangeImplementations 交换两个方法的实现
    b .利用 class_replaceMethod 替换方法的实现
    c. 利用 method_setImplementation 来直接设置某个方法的IMP 
![](https://img.haomeiwen.com/i2790607/799f646c89ed1d2c.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)


9. 消息机制中, 对象如何找到对应的方法去调用

>// 方法保存到什么地方?对象方法保存到类中,类方法保存到元类(meta class)，每一个类都有方法列表methodList
//明确去哪个类中调用，通过isa指针
    1.根据对象的isa去对应的类查找方法,isa:判断去哪个类查找对应的方法 指向方法调用的类
    2.根据传入的方法编号SEL，里面有个哈希列表，在列表中找到对应方法Method(方法名)
    3.根据方法名(函数入口)找到函数实现，函数实现在方法区

**注: 该博文并非原创, 但原文链接不可查, 若原文作者看到, 望留下原文链接, 谢谢. **

runtime常见问题

import <UIKit/UIKit.h>

import "UIControl+RYButton.h"

import <objc/runtime.h>

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