runtime programming guide

这次准备好好研究下runtime programming， 先从encodings开始了解，这个对于理解oc的类也是很有帮助的。
废话不多说直接开始。

Type Encodings

compiler 编码encode 每个method的返回值，参数类型，将这些信息保存在一个字符串里。然后将这个string和selector关联起来。

这套编码也适用于其他场景，所以这个@encode编译器指令是设计成公开的。当给定一个type的规范声明，@encode()返回相对应的字符串类型编码值。

char *buf1 = @encode(int **);
char *buf2 = @encode(struct key);
char *buf3 = @encode(Rectangle);

更多的类型可以查看https://developer.apple.com/library/ios/documentation/Cocoa/Conceptual/ObjCRuntimeGuide/Articles/ocrtTypeEncodings.html#//apple_ref/doc/uid/TP40008048-CH100-SW1

数组的type code是一个中括号里面，然后紧接着一个数组个数值和相对应的数组元素的类型，如一个包含12个float指针的数组的编码为：[12^f]

structures 是一个大括号里，里面是显示紧跟着structure tag（struct的结构名称）然后一个等号（equal sign）=，接着就是struct里各个类型排列在一起，比如

typedef struct example {
    id   anObject;
    char *aString;
    int  anInt;
} Example;

的type code值为 {example=@*i}, 如果是一个结构体的指针，那么encode为^{example=@*i},如果是一个结构体的指针的指针，则是^^{example}.

Objects对象也被看成一个struct。@encode(NSObject)结果是{NSObject=#}, 因为NSObject class里就一个isa（class 类型）的变量。

尽管 @encode()不直接返回数据, 但运行时会使用额外的一个encoding列表来表示一些方法声明的后缀修饰符.

Declared Propertyies

当编译器碰到property声明时，它会生成描述性的带有关于class， category或者protocol的metadata元数据。

你能通过一些列的api函数来访问这个metadata，通过class，protocol上的name来查找property。可以通过@encode来获取property的encode string。可以copy property的attributes list（C strings）。

class和protocol都有一个properties list的值。

property type and functions

可以通过class_copyPropertyList和protocol_copyPropertyList来遍历class（包括loaded categories）和protocol的property list

通过property_getAttributes可以获取到一个property属性的@encode type的值。

比如一个@property (nonatomic, strong) NSString *login;的property @encode值为T@"NSString",&,N,V_login

每个逗号都是分割一个属性attribute，实际上当你获取到objc_property_attribute_t *attrs = property_copyAttributeList(prot, &outcount);（注意你还需要主动free掉attrs） outcount的值就是分割后的数组的个数。

attrs分别为：

Property type string

文档里面有一段英文很重要，他描述了property type的string值的格式（这个值可以通过@encode或者通过property_getAttributes来获取）。

You can use the property_getAttributes function to discover the name, the @encode type string of a property, and other attributes of the property.

The string starts with a T followed by the @encode type and a comma, and
finishes with a V followed by the name of the backing instance variable.
Between these, the attributes are specified by the following descriptors, separated by commas:

*** 这段英文很重要，说明了格式，首先是以一个T开头的，然后@encode type加一个逗号，以一个V后面带上存储支持的实例变量，然后在中间，每个attributes都是以逗号隔开的，这些attributes描述如下：***

可以官场上面的那个例子@property (nonatomic, strong) NSString *login;的property @encode值为T@"NSString",&,N,V_login

Table 7-1 Declared property type encodings

这个链接里有相关的demo示例说明property declaration声明和描述description。
https://developer.apple.com/library/ios/documentation/Cocoa/Conceptual/ObjCRuntimeGuide/Articles/ocrtPropertyIntrospection.html#//apple_ref/doc/uid/TP40008048-CH101-SW5

这里只罗列少数几个：

function/method type encode

先看例子：

//- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated  -> v20@0:8B16
NSLog(@"%s", class_getInstanceMethod([self class], @selector(viewWillAppear:)));
//- (void) setSomething:(id) anObject  -> v24@0:8@16
NSLog(@"%s", method_getTypeEncoding(class_getInstanceMethod([self class], @selector(setSomething:))));
//- (BOOL) setSomething:(UInt8)animated aa:(id)anObject  -> B28@0:8C16@20
NSLog(@"%s", method_getTypeEncoding(class_getInstanceMethod([self class], @selector(setSomething:aa:))));
//- (BOOL) setSomething:(UInt16)animated aa:(id)anObject  -> B28@0:8s16@20
NSLog(@"%s", method_getTypeEncoding(class_getInstanceMethod([self class], @selector(setSomething:aa:))));
//- (BOOL) setSomething:(int)animated aa:(id)anObject  -> B28@0:8i16@20
NSLog(@"%s", method_getTypeEncoding(class_getInstanceMethod([self class], @selector(setSomething:aa:))));
//- (BOOL) setSomething:(long)animated aa:(id)anObject-> B32@0:8q16@24
NSLog(@"%s", method_getTypeEncoding(class_getInstanceMethod([self class], @selector(setSomething:aa:))));


typedef struct  {
    uint32_t a;
    uint16_t b;
    uint8_t c;
} __attribute__((packed)) MyStruct;
// - (void)strutMethod:(MyStruct)aa  -> v23@0:8{?=ISC}16
NSLog(@"%s", method_getTypeEncoding(class_getInstanceMethod([self class], @selector(strutMethod:))));

那么如何理解呢？

• v means void return type
• 20 means the size of the argument frame (20 bytes)，整个方法参数占位的总长度
• @0 means that there is an Objective-C object type at byte offset 0 of the argument frame (this is the implicit self object in each Objective-C method)，这个表示在offset为0的地方有一个objective-c的对象，在objective-c method里，首个对象是self自身。
• :8 means that there is a selector at byte offset 8 (this is the implicit _cmd in every method, which is the selector that was used to invoke the method). 在offset为8的地方有一个SEL，由于我测试的是64位机器上，所以之前的OC的对象指针占位8个字节。
• B16 means 在offset 16的地方，有一个bool类型的参数，由于oc的对象和sel都是指针类型，64位机下所以都是占位8位，这里的bool也就出现在offset16的地方了。至于为什么bool参数占位了4个字节。主要原因是内存对齐的原因

从上面看起来，不管是bool，uint8，uint16，int都被认为4个字节。因为他们的内存实际占位都小于4个字节，由于内存对齐原因所以实际最后占位为4字节。这里当你看最后一个MyStruct就可以看出，当主动告诉编译器取消结构体的内存对齐，就发现最后一个参数事迹展位是7（4+2+1）个字节

注：packed属性：使用该属性可以使得变量或者结构体成员使用最小的对齐方式，即对变量是一字节对齐，对域（field）是位对齐.
typedef struct  {
    uint32_t a;
    uint16_t b;
    uint8_t c;
} __attribute__((packed)) MyStruct;

未完待续

至此先了解介绍完了关于type encodings， property type encodings，method encodings。稍后继续补充了解更多的运行时编程相关的知识点，runtime programming guide~~~.

参考链接

1. http://lists.cs.uiuc.edu/pipermail/cfe-dev/2014-April/036654.html