要想全面了解 Runtime 机制，我们必须先了解 Runtime 的一些术语，他们都对应着数据结构。
1.SEL
它是selector,在 Objc 中的表示(Swift 中是 Selector 类)。selector 是方法选择器，其实作用就和名字一样，日常生活中，我们通过人名辨别谁是谁，注意 Objc 在相同的类中不会有命名相同的两个方法。selector 对方法名进行包装，以便找到对应的方法实现。
它的数据结构是：
<code>typedef struct objc_selector SEL;</code>
我们可以看出它是个映射到方法的 C 字符串，你可以通过 Objc 编译器器命令@selector() 或者 Runtime 系统的 sel_registerName 函数来获取一个 SEL 类型的方法选择器。
注意：不同类中相同名字的方法所对应的 selector 是相同的，由于变量的类型不同，所以不会导致它们调用方法实现混乱。
2.id
id 是一个参数类型，它是指向某个类的实例的指针。定义如下：
typedef struct objc_object *id;
struct objc_object { Class isa; };
以上定义，看到 objc_object
结构体包含一个 isa 指针，根据 isa 指针就可以找到对象所属的类。
注意：isa 指针在代码运行时并不总指向实例对象所属的类型，所以不能依靠它来确定类型，要想确定类型还是需要用对象的 -class
方法。
PS:KVO 的实现机理就是将被观察对象的 isa 指针指向一个中间类而不是真实类型，详见:KVO章节。
3.Class
Class定义如下:
typedef struct objc_class *Class;
Class 其实是指向 objc_class 结构体的指针。objc_class 的数据结构如下：
struct objc_class {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__ Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE;
const char *name OBJC2_UNAVAILABLE;
long version OBJC2_UNAVAILABLE;
long info OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
从 objc_class可以看到，一个运行时类中关联了它的父类指针、类名、成员变量、方法、缓存以及附属的协议。
其中 objc_ivar_list和 objc_method_list分别是成员变量列表和方法列表：
// 成员变量列表
struct objc_ivar_list {
int ivar_count OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
int space OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
/* variable length structure */
struct objc_ivar ivar_list[1] OBJC2_UNAVAILABLE;
} OBJC2_UNAVAILABLE;
// 方法列表
struct objc_method_list {
struct objc_method_list *obsolete OBJC2_UNAVAILABLE;
int method_count OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
int space OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
/* variable length structure */
struct objc_method method_list[1] OBJC2_UNAVAILABLE;
}
由此可见，我们可以动态修改 objc_method_list的值来添加成员方法，这也是 Category 实现的原理，同样解释了 Category 不能添加属性的原因。这里可以参考下美团技术团队的文章：深入理解 Objective-C: Category。
objc_ivar_list结构体用来存储成员变量的列表，而 objc_ivar 则是存储了单个成员变量的信息；同理，objc_method_list 结构体存储着方法数组的列表，而单个方法的信息则由 objc_method 结构体存储。
值得注意的时，objc_class 中也有一个 isa 指针，这说明 Objc 类本身也是一个对象。为了处理类和对象的关系，Runtime 库创建了一种叫做 Meta Class(元类) 的东西，类对象所属的类就叫做元类。Meta Class 表述了类对象本身所具备的元数据。
我们所熟悉的类方法，就源自于 Meta Class。我们可以理解为类方法就是类对象的实例方法。每个类仅有一个类对象，而每个类对象仅有一个与之相关的元类。
当你发出一个类似[NSObject alloc] (类方法)的消息时，实际上，这个消息被发送给了一个类对象(Class Object)，这个类对象必须是一个元类的实例，而这个元类同时也是一个根元类(Root Meta Class)的实例。所有元类的 isa 指针最终都指向根元类。
所以当[NSObject alloc]这条消息发送给类对象的时候，运行时代码 objc_msgSend() 会去它元类中查找能够响应消息的方法实现，如果找到了，就会对这个类对象执行方法调用。
4.Method
Method 代表类中某个方法的类型
Method定义如下:
typedef struct objc_method *Method;
struct objc_method {
SEL method_name OBJC2_UNAVAILABLE;
char *method_types OBJC2_UNAVAILABLE;
IMP method_imp OBJC2_UNAVAILABLE;
}
objc_method 存储了方法名，方法类型和方法实现：
- 方法名类型为
SEL- 方法类型
method_types是个 char 指针，存储方法的参数类型和返回值类型method_imp指向了方法的实现，本质是一个函数指针
5.Ivar
*Ivar是表示成员变量的类型。定义如下
typedef struct objc_ivar *Ivar;
struct objc_ivar {
char *ivar_name OBJC2_UNAVAILABLE;
char *ivar_type OBJC2_UNAVAILABLE;
int ivar_offset OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
int space OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
}
其中 ivar_offset 是基地址偏移字节
unsigned int count = 0;
Ivar *ivarList = class_copyIvarList([UISearchBar class], &count);
for (int i = 0; i< count; i ++) {
Ivar ivar = ivarList[i];
printf("%s\n",ivar_getName(ivar));
}
free(ivarList);
6.IMP
IMP在objc.h中的定义是：
typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);
它就是一个函数指针，这是由编译器生成的。当你发起一个 ObjC消息之后，最终它会执行的那段代码，就是由这个函数指针指定的。而 IMP 这个函数指针就指向了这个方法的实现。
如果得到了执行某个实例某个方法的入口，我们就可以绕开消息传递阶段，直接执行方法，这在后面Cache 中会提到。
你会发现IMP 指向的方法与 objc_msgSend 函数类型相同，参数都包含 id 和 SEL 类型。每个方法名都对应一个 SEL 类型的方法选择器，而每个实例对象中的 SEL 对应的方法实现肯定是唯一的，通过一组id 和 SEL 参数就能确定唯一的方法实现地址。而一个确定的方法也只有唯一的一组 id 和 SEL 参数。
7.Cache
Cache 定义如下：
typedef struct objc_cache *Cache
struct objc_cache {
unsigned int mask
/* total = mask + 1 */ OBJC2_UNAVAILABLE;
unsigned int occupied OBJC2_UNAVAILABLE;
Method buckets[1] OBJC2_UNAVAILABLE;
};
Cache 为方法调用的性能进行优化，每当实例对象接收到一个消息时，它不会直接在 isa 指针指向的类的方法列表中遍历查找能够响应的方法，因为每次都要查找效率太低了，而是优先在 Cache中查找。
Runtime 系统会把被调用的方法存到 Cache 中，如果一个方法被调用，那么它有可能今后还会被调用，下次查找的时候就会效率更高。就像计算机组成原理中 CPU 绕过主存先访问 Cache 一样。
8.Property
typedef struct objc_property *Property;
typedef struct objc_property *objc_property_t;//这个更常用
可以通过class_copyPropertyList 和 protocol_copyPropertyList 方法获取类和协议中的属性：
objc_property_t *class_copyPropertyList(Class cls, unsigned int *outCount)
objc_property_t *protocol_copyPropertyList(Protocol *proto, unsigned int *outCount)
*注意：返回的是属性列表，列表中每个元素都是一个 objc_property_t 指针 *
@interface Person : NSObject
/** 姓名 */
@property (strong, nonatomic) NSString *name;
/** age */
@property (assign, nonatomic) int age;
/** weight */
@property (assign, nonatomic) double weight;
@end
以上是一个 Person 类，有3个属性。让我们用上述方法获取类的运行时属性。
unsigned int count = 0;
objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([Person class], &count);
for (int i = 0; i < count; i ++) {
NSString *name = @(property_getName(properties[i]));
NSString *attribute = @(property_getAttributes(properties[i]));
NSLog(@"name:%@------attribute%@",name,attribute);
}
打印结果如下：
**2017-01-03 15:59:24.668 Demo[67508:2463231]
name:name------attributeT@"NSString",&,N,V_name**
**2017-01-03 15:59:24.668 Demo[67508:2463231]
name:address------attributeT@"NSString",&,N,V_address**
**2017-01-03 15:59:24.669 Demo[67508:2463231]
name:age------attributeTq,N,V_age**
property_getName 用来查找属性的名称，返回 c 字符串。property_getAttributes 函数挖掘属性的真实名称和 @encode 类型，返回 c 字符串。
objc_property_t class_getProperty(Class cls, const char *name)
objc_property_t protocol_getProperty(Protocol *proto, const char *name, BOOL isRequiredProperty, BOOL isInstanceProperty)
class_getProperty 和 protocol_getProperty 通过给出属性名在类和协议中获得属性的引用。
另外我想说,如果学习不是为了装逼，那将毫无意义！
另外.....
我的愿望是.......
世界和平.........
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