前言

写这篇文章也是因为我一个朋友觉得学runtime没啥用处，平时开发也用不到，学了也就是为了应付面试而已，我不这么觉得，所以今天讨论一下runtime这个黑科技能搞点啥东西出来，如有错误希望大家积极指正，我们一起进步。

搞IOS的同学肯定都知道有这个东西，但又仅仅知道有这个东西的存在，oc的运行都得靠他，黑科技可远观而不可亵玩焉。说白了runtime就是oc运行的一些机制，oc是一门动态语言，它的动态特性由runtime体现出来。今天主要研究四个问题。本文的demo稍后上传。

1.给分类添加属性

2.消息转发机制

3.动态交换方法的实现

4.手动实现多继承（oc本身是不支持多继承的）

在研究runtime之前先了解一下两个经常出现在runtime里的知识点

IMP

这是一个函数指针，顾名思义它保存的是一个函数的内存地址，通过IMP系统就可以找到这个函数然后去执行它，也可以说说它指向一个方法的实现。

SEL

这个类型我们经常遇到比如[self performSelector:@selector(click) withObject:nil];这个方法里的:@selector(click)就是SEL类型。SEL是方法编号，会根据方法的名字生成一个用来区分这个方法的唯一的一个ID，只要方法名称相同，那么它们的ID就是相同的。是对方法的一个包装，它本身并不指向方法的实现，系统在内部通过SEL找到对应的IMP，然后去执行这个方法。

Method

在objc.h中， Method 的定义如下：

/// An opaque type that represents a method in a class definition.typedefstructobjc_method*Method;structobjc_method{SEL method_name                                          OBJC2_UNAVAILABLE;char*method_types                                      OBJC2_UNAVAILABLE;    IMP method_imp                                          OBJC2_UNAVAILABLE;}

Method = SEL + IMP + method_types，相当于在SEL和IMP之间建立了一个映射。

接下来进入正题，我们都知道Category(分类)里面是不能添加属性和成员变量的，为什么？比如你在Category里申明了一个属性@property(nonatomic,copy)NSString * userName;这个时候你看.m文件会有一个警告，告诉我们要实现它的set方法，这就是原因所在，在分类里面添加属性，系统只会申明set和get方法，并不会实现他们，并且也不会生成一个带下划线的成员变量，也就是说在内部我们没办法操作这个属性。既然已经知道问题了，那就可以开始解决的问题了，我们只要能在它的内部自己实现set和get方法，然后可以操作这个属性问题不就解决了，这个时候我们只要用到objc_setAssociatedObject和objc_getAssociatedObject这两个函数就可以了。首先我们创建一个UIView的分类Test。然后在.m里实现set和get方法，代码如下。

这里面用到的知识点就是动态的关联属性

objc_setAssociatedObject(id _Nonnull object, const void * _Nonnull key,

                         id _Nullable value, objc_AssociationPolicy policy)

可以看到这个函数需要传入四个函数分别是被绑定的对象，键，绑定的值和策略，这个策略有几个选项

OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0,

OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1,

OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3, 

OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401,     

OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403 类似于assign,retain,copy。

而这个键一般用静态字符常量，用来保存和获取所关联的值。这个函数相当于我们的set方法。同理objc_getAssociatedObject这个函数相当于我们的get方法。通过动态的关联属性，我们就可以变相的操作这个userName属性了。

接下来我们来看看消息转发是怎么玩的

首先我们定义一个类叫MessageForward，然后申明一个方法-(void)sendMessage;

//创建一个对象

MessageForward * message = [[MessageForward alloc]init];

[message sendMessage];//调用方法

接下来会发生什么呢？

编译器将代码[message sendMessage];转化为objc_msgSend(object, @selector (makeText));，在objc_msgSend函数中。首先通过message的isa指针找到message对应的class。在Class中先去cache中 通过SEL(方法编号)查找对应的method，若 cache中未找到。再去methodList中查找，若methodlist中未找到，则去superClass中查找。若能找到，则将method加 入到cache中，以方便下次查找，并通过method中的函数指针跳转到对应的函数中去执行。这是正常流程，如果经常上面一系列骚操作都没有找到这个方法的实现，那么。。。。。。。crash，game over。然后报一个无法识别方法的错误。如果不想crash，那么我们需要去实现整个消息转发流程。

第一步动 态方法解析

查找接收者所属的类，看其是否能动态添加方法，以处理这个“未知的方法”。我们需要实现如下方法

这个方法是NSObject里面，留给我们来动态的解析方法

根据sel得到对应的方法的名字，然后进行判断，如果methodNam为 sendMessage，那么调用

class_addMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name, IMP _Nonnull imp,

                const char * _Nullable types)函数，添加方法，需要四个参数，第一个是谁添加到哪个类，第二个要添加方法的编号，第三个参数是一个函数指针，方法的实现，第四个参数用来描述这个方法的类型，比如返回值类型，各个参数的类型

’v‘ :void类型，第一个字符代表返回值类型

’@‘ : 一个id类型的对象，第一个参数类型

’:‘ : 对应SEL，第二个参数类型

下来及就是实现这个方法

这里面有两个隐藏参数 self和_cmd需要我们写上，如果有别的自定义参数可以跟着后面写。这个时候再运行就不会蹦了，而是输出我最帅三个字。如果没有动态添加方法那么将会进入下一步找备用。

找备用接受者(也就是备胎，专门用来接锅的，心疼一分钟)

首先我们先准备一个接锅侠，创建一个类Reserve

申明sendMessage方法，并实现它（申不申明都行）

根据aSelector得到对应的方法的名字，然后进行判断，如果methodNam为 sendMessage，那么调用 [[Reserve alloc]init];然后将这个对象返回，也就是让它去响应这个消息，这个时候我们运行，程序会走到Reserve这个类当中的sendMessage方法，这样找备胎的就完成了。备胎这个词真的很让人心痛。。。。。。。。。。

如果上面两步骚操作都失效了，那就只能用最后的大招了“消息转发”，平时玩游戏的小伙伴都知道大招和普通的技能相比除了更牛x以外还有一个令人头疼的后遗症，CD时间太长，在这里也就对应的程序的消耗更大，越往后面走消耗越大。看代码。

首先调用methodSignatureForSelector这个方法，对方法进行签名，获取到方法的类型信息，比如返回值类型，各个参数类型等。然后调用-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation，将消息进行转发给Reserve的对象r，让这个r去响应这个消息，这个时候再运行，依然完美的的解决了问题。

但是。。。。。。。。。。这个连大招都失灵了会怎么样，一样crash，这就很让人尴尬，我一顿操作猛如虎，一看战绩0-5，为了避免这种尴尬的情况我们还有最后一手底牌，请看代码

-(void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector{

    NSLog(@"消息无法处理");

}；

这个方法就是最后的最后都失效了调用的，至少保证程序不会crash啊，也不枉撸了那么多代码。消息转发机制到这里就算结束了。

接下来我们就要动态交换方法的实现

首先我们创建一个UIView的分类Exchange然后如下代码

所谓交换方法实际上交换两个方法的实现，比如有a，b两个方法，将他们交换，那么调用a方法会去执行b方法的实现，反之调用b方法会去执行a方法的实现。这个很简单，我的demo里有，可以下载玩一下。

接下类就是重头戏了，多继承（oc本身是不支持多继承的）

记得在很久以前我去面试，面试官问我oc支持多继承吗，当时虽然我是一个刚毕业的菜鸟，但这点常识还是有的，立刻回答了没有（毕竟我也是背过不少面试题的，我猜测接下来他会问，那oc协议可以多继承吗，哈哈，都是套路，辛亏我早有准备），正当我胸有成竹的时候，他说现在我就想实现多继承你说怎么办。窝草，这么傲娇，你想实现就实现，苹果不要面子的啊，对于这个问题当时我觉得不可能啊，从来没听说过，所以就回答了不知道，果然这场面试就这样gg了。回去之后百度了一下，窝草，居然真的有这种骚操作，今天就和大家分享一下。

我们先聊聊大致的思路

一个类既继承A类，又继承B类，也就说这两个类方法它都可以用，有什么办法可以同时调用两个类的方法呢，答案其实上面已经说了，协议，oc是支持协议的多继承的，我们把方法的申明写在协议里，然后让这个类同时继承A类和B类的协议，这样就可以调用这两个类的方法了，调用的时候编译器不会报错，但运行时还是会crash，因为在这个类内部找不到方法的实现，方法的实现是在A类和B类里，那么怎么办，其实答案也在上面了，我们可以通过消息转发机智，将消息转发到A类和B类里，这样就解决得了找不到方法实现的问题，首先创建两个类Man和Women，定义各自的协议代码如下。

然后创建一个Children类，同时集成上面两个协议。不过这个Children类的基类不是NSObject而是NSProxy，这是一个虚类，没有构造方法，需要自己手动实现init方法。相当于轻量级的NSObject，主要实现-(nullable NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel和-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation两个方法进行消息转发，上面已经说了这两个方法。首先我们先写个init方法。

第一步创建一个字典然后调用-(void)registerMethodsWithTarget:(id)target方法

这个方法是干嘛的，首先获取到调用者所在类的所有实例方法，然后进行遍历，然后以调用者为值，方法名作为键，添加到_methodsMap这个字典里，后边会用的，先不说。接下来进行消息转发

首先调用-(nullable NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel这个方法，返回方法签名。

然后调用-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation进行消息转发，首先获取到sel，然后根据sel获取到methodName，然后真个methodName到_methodsMap这个字典去取值，得到目标target，就是我们再init方法里创建一个Man对象和一个Women对象，然后进行判断如果target响应这个方法，将消息转发给这个target，结束。

这些就是runtime的几个简单应用，还有好多好多骚操作，不过需要我们我们慢慢地去发现，runtime对于新手来说还是不太理解和操作的，用不好就是天大的bug，建议大家用的时候一定要小心一点，因为它是运行时候的机制，所以在编译阶段编译器是发现不了错误的，出bug了也很难定位，双刃剑吧，用好的吊炸天，用不好，估计就要上天台了。