RuntimeAPI

01 类

什么是runtime？平时开发中有没有用过？

• OC是一门动态性比较强的编程语言，允许很多操作推迟到程序运行时再进行
  OC的动态性就是由Runtime来支撑和实现的，Runtime是一套C语言的API，封装了很多动态性相关的函数
  平时编写的OC代码，底层都是转换成了Runtime API进行调用
• 具体应用
  利用关联对象（AssociatedObject）给分类添加属性
  遍历类的所有成员变量（修改textfield的占位文字颜色、字典转模型、自动归档解档）
  交换方法实现（交换系统的方法）
  利用消息转发机制解决方法找不到的异常问题
  ......

API

获取isa指向的Class
   Class object_getClass(id obj)
动态创建一个类（参数：父类，类名，额外的内存空间）
   Class objc_allocateClassPair(Class superclass, const char *name, size_t extraBytes)
   
   注册一个类（要在类注册之前添加成员变量）
   void objc_registerClassPair(Class cls)
   
   销毁一个类
   void objc_disposeClassPair(Class cls)
   
   获取isa指向的Class
   Class object_getClass(id obj)
   
   设置isa指向的Class
   Class object_setClass(id obj, Class cls)
   
   判断一个OC对象是否为Class
   BOOL object_isClass(id obj)
   
   判断一个Class是否为元类
   BOOL class_isMetaClass(Class cls)
   
   获取父类
   Class class_getSuperclass(Class cls)

简单使用

  // 创建类
        Class newClass = objc_allocateClassPair([NSObject class], "Dog", 0);
        class_addIvar(newClass, "_age", 4, 1, @encode(int));
        class_addIvar(newClass, "_weight", 4, 1, @encode(int));
        class_addMethod(newClass, (SEL)@"runGo", (IMP)runGo, "v@:");
        // 注册类 ,添加成员属性一定要放在注册之前
        //方法可以放在后面
        objc_registerClassPair(newClass);
                
        id per = [newClass new];
        [per setValue:@18 forKey:@"age"];
        [per setValue:@180 forKey:@"weight"]; 
  NSLog(@"%@类型", per);
        // 在不需要这个类时释放
        objc_disposeClassPair(newClass);

02成员变量

获取一个实例变量信息
Ivar class_getInstanceVariable(Class cls, const char *name)

拷贝实例变量列表（最后需要调用free释放）
Ivar *class_copyIvarList(Class cls, unsigned int *outCount)

设置和获取成员变量的值
void object_setIvar(id obj, Ivar ivar, id value)
id object_getIvar(id obj, Ivar ivar)

动态添加成员变量（已经注册的类是不能动态添加成员变量的）
BOOL class_addIvar(Class cls, const char * name, size_t size, uint8_t alignment, const char * types)

获取成员变量的相关信息
const char *ivar_getName(Ivar v)
const char *ivar_getTypeEncoding(Ivar v)

简单使用

Ivar ageIvar= class_getInstanceVariable([Person class], "_age");
        NSLog(@"%s-%s", ivar_getName(ageIvar),ivar_getTypeEncoding(ageIvar));
        //_age-@"NSString"
        //设置和获取成员变量的值
        Person *person = [Person new];
        object_setIvar(person, ageIvar, @"120");
        object_getIvar(person, ageIvar);
        
        NSLog(@"%@", person.age);

成员变量02

获取所有的成员变量
  Ivar *class_copyIvarList(Class cls, unsigned int *outCount)

 int count;
        Ivar *ivars = class_copyIvarList([Person class], &count);
        for (int i = 0; i < count; i++)
        {
            Ivar currentIvar = ivars[i];
            NSLog(@"%s-%s", ivar_getName(currentIvar),ivar_getTypeEncoding(currentIvar));
        }
        free(ivars);//runtime使用copy创建的要手动释放

访问成员变量的非常的有用

1. 可以找到隐藏的空间更改他的属性，例如我们修改testfield的占位文字的时候，想要改颜色需要设置属性String，如果我们直接找到他的label设置，_placeholderLabel

 UITextField *testF = [[UITextField alloc] init];
    testF.placeholder = @"我是占位文字";//懒加载
    [testF setValue:[UIColor redColor] forKeyPath:@"_placeholderLabel.textColor"];

成员变量03

为什么NSNumber能把int转成对象
（__bridge id ）(void *)10

2. 可以用来字典转模型
   ，有父类，传的数据个数少，字母大小写，有其他的模型

获取一个属性
        objc_property_t class_getProperty(Class cls, const char *name)
        
        拷贝属性列表（最后需要调用free释放）
        objc_property_t *class_copyPropertyList(Class cls, unsigned int *outCount)
        
        动态添加属性
        BOOL class_addProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes,
                          unsigned int attributeCount)
        
        动态替换属性
        void class_replaceProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes,
                              unsigned int attributeCount)
        获取属性的一些信息
        const char *property_getName(objc_property_t property)
        const char *property_getAttributes(objc_property_t property)

03方法01

获得一个实例方法、类方法
Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL name)
Method class_getClassMethod(Class cls, SEL name)

方法实现相关操作
IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL name)
IMP method_setImplementation(Method m, IMP imp)
void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)

拷贝方法列表（最后需要调用free释放）
Method *class_copyMethodList(Class cls, unsigned int *outCount)

动态添加方法
BOOL class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)

动态替换方法
IMP class_replaceMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)

获取方法的相关信息（带有copy的需要调用free去释放）
SEL method_getName(Method m)
IMP method_getImplementation(Method m)
const char *method_getTypeEncoding(Method m)
unsigned int method_getNumberOfArguments(Method m)
char *method_copyReturnType(Method m)
char *method_copyArgumentType(Method m, unsigned int index)

交换方法的实现

为了防止多次执行最好加上dispatch_once
        Method eatM = class_getInstanceMethod([Person class], @selector(eat));
        Method sleepM = class_getInstanceMethod([Person class], @selector(sleep));
        Person *p = [Person new];
        method_exchangeImplementations(eatM, sleepM);
        [p sleep];//person eat

方法02

j交换方法之后，调用就相反了，他的作用不是交换我们自己写的方法，它是用来交换别人写的，官方或者地方放框架写的方法
比如拦截按钮的点击事件。不是要覆盖他的实现，一旦拦截了之后，想要再调用以前的方式,就得在再调用我们自己写的方法了

@implementation UIButton (Exchange)
+ (void)load
{
    Method myMethod = class_getInstanceMethod([self class], @selector(mySendAction:to:forEvent:));
    Method sysMethod = class_getInstanceMethod([self class], @selector(sendAction:to:forEvent:));
    method_exchangeImplementations(myMethod, sysMethod);
}
- (void)mySendAction:(SEL)action to:(nullable id)target forEvent:(nullable UIEvent *)event
{
    NSLog(@"调用了我的方法");
    [self mySendAction:action to:target forEvent:event];
}
@end

交换的本质，我们凭找方法是根据SEl= @selector（name）去寻找。一开始缓存中是没有的，首先取class 的rw_t.会找到Method 相当于method_t 它里面有 Sel name，IMP imp const , const char *types
一旦交换了实现相当将它们的imp交换过来

• 底层源码

void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)
{
    if (!m1  ||  !m2) return;

    mutex_locker_t lock(runtimeLock);

    IMP m1_imp = m1->imp;
    m1->imp = m2->imp;
    m2->imp = m1_imp;


    // RR/AWZ updates are slow because class is unknown
    // Cache updates are slow because class is unknown
    // fixme build list of classes whose Methods are known externally?
    flushCaches(nil);
    adjustCustomFlagsForMethodChange(nil, m1);
    adjustCustomFlagsForMethodChange(nil, m2);
}

方法03

hook就是给系统的方法添加一些我们自己的东西，
我们都知到数组，不能添加空的nil。我们可以给addObject的方法给hook掉，insert方法，两个方法底层都是insert方法。
但是直接交换不成功，交换的时候一定要找到他的真实的类型。错误显示出NSMutableArray的真实类型是__NSArrayM,这种类型我们曾为类簇，他们的真实类型是别的类型。__NSDictionaryI,__NSDictionaryM,

@implementation NSMutableArray (addNil)
+ (void)load
{
    Class cls = NSClassFromString(@"__NSArrayM");
    Method myMethod = class_getInstanceMethod(cls, @selector(myInsertObject:atIndex:));
    Method sysMethod = class_getInstanceMethod(cls, @selector(insertObject:atIndex:));
    method_exchangeImplementations(myMethod, sysMethod);
}
- (void)myInsertObject:(id)anObject atIndex:(NSUInteger)index
{
    if (anObject == nil) return;
    [self myInsertObject:anObject atIndex:index];
}
@end

[UIFont systemFontOfSize:14];// 可以设一个系数，所有的字体都有变化

总结

什么是Runtime？平时项目中有用过么？
OC是一门动态性比较强的编程语言，允许很多操作推迟到程序运行时再进行,动态添加方法，
OC的动态性就是由Runtime来支撑和实现的，Runtime是一套C语言的API，封装了很多动态性相关的函数
平时编写的OC代码，底层都是转换成了Runtime API进行调用
具体应用
利用关联对象（AssociatedObject）给分类添加属性
遍历类的所有成员变量（修改textfield的占位文字颜色、字典转模型、自动归档解档）
交换方法实现（交换系统的方法）
利用消息转发机制解决方法找不到的异常问题