iOS 快速上手Runtime

前言

本篇主要介绍Runtime在开发中的一些使用场景，顺便讲解了下MJExtension的底层实现。

一、runtime简介

• RunTime简称运行时。OC就是运行时机制，也就是在运行时候的一些机制，其中最主要的是消息机制。
• 对于C语言，函数的调用在编译的时候会决定调用哪个函数。
• 对于OC的函数，属于动态调用过程，在编译的时候并不能决定真正调用哪个函数，只有在真正运行的时候才会根据函数的名称找到对应的函数来调用。
• 事实证明：
• 在编译阶段，OC可以调用任何函数，即使这个函数并未实现，只要声明过就不会报错。
• 在编译阶段，C语言调用未实现的函数就会报错。

二、runtime作用

1.发送消息

• 方法调用的本质，就是让对象发送消息。
• objc_msgSend,只有对象才能发送消息，因此以objc开头.
• 使用消息机制前提，必须导入#import <objc/message.h>
• 消息机制简单使用

    // 创建person对象
    Person *p = [[Person alloc] init];        
    // 调用对象方法
    [p eat];         
    // 本质：让对象发送消息
    objc_msgSend(p, @selector(eat));       
    // 调用类方法的方式：两种
    // 第一种通过类名调用
    [Person eat];    
    // 第二种通过类对象调用
    [[Person class] eat];        
    // 用类名调用类方法，底层会自动把类名转换成类对象调用
    // 本质：让类对象发送消息
    objc_msgSend([Person class], @selector(eat));

• 消息机制原理：对象根据方法编号SEL去映射表查找对应的方法实现

  
  image

2.交换方法

• 开发使用场景:系统自带的方法功能不够，给系统自带的方法扩展一些功能，并且保持原有的功能。
• 方式一:继承系统的类，重写方法.
• 方式二:使用runtime,交换方法.

@implementation ViewController

-  (void)viewDidLoad  {
    [super viewDidLoad];   
    // 需求：给imageNamed方法提供功能，每次加载图片就判断下图片是否加载成功。
    // 步骤一：先搞个分类，定义一个能加载图片并且能打印的方法
+ (instancetype)imageWithName:(NSString *)name;
    // 步骤二：交换imageNamed和imageWithName的实现，就能调用imageWithName，间接调用imageWithName的实现。
    UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"123"];

}    
@end

@implementation UIImage (Image)

// 加载分类到内存的时候调用
+  (void)load  {  
   
     // 1、获取imageWithName方法地址
     Method imageWithName = 
     class_getClassMethod(self,@selector(imageWithName:));    
     // 2、获取imageWithName方法地址
     Method imageName = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:));     
    // 交换方法地址，相当于交换实现方式
    method_exchangeImplementations(imageWithName, imageName);
}    
// 不能在分类中重写系统方法imageNamed，因为会把系统的功能给覆盖掉，而且分类中不能调用super.// 既能加载图片又能打印

+  (instancetype)imageWithName:(NSString *)name {   
    // 这里调用imageWithName，相当于调用imageName
    UIImage *image = [self imageWithName:name];    
    if (image == nil) {        
     NSLog(@"加载空的图片");
    }    
    return image;
}        
@end

3.动态添加方法

• 开发使用场景：如果一个类方法非常多，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映射表，可以使用动态给某个类，添加方法解决。
• 经典面试题：有没有使用performSelector，其实主要想问你有没有动态添加过方法。
• 简单使用

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];    
    Person *p = [[Person alloc] init];    
    // 默认person，没有实现eat方法，可以通过performSelector调用，但是会报错。
    // 动态添加方法就不会报错
    [p performSelector:@selector(eat)];
}

@end

@implementation Person
    // void(*)()
     // 默认方法都有两个隐式参数，
     void eat(id self,SEL sel) {    
    NSLog(@"%@ %@",self,NSStringFromSelector(sel));
}    
// 当一个对象调用未实现的方法，会调用这个方法处理,并且会把对应的方法列表传过来.    
// 刚好可以用来判断，未实现的方法是不是我们想要动态添加的方法

+  (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel  {    
    if (sel == @selector(eat)) {       
        // 动态添加eat方法
        // 第一个参数：给哪个类添加方法
        // 第二个参数：添加方法的方法编号
        // 第三个参数：添加方法的函数实现（函数地址）
        // 第四个参数：函数的类型，(返回值+参数类型) v:void @:对象->self :表示SEL->_cmd
        class_addMethod(self, @selector(eat), eat, "v@:");
    }    
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
@end

4.给分类添加属性

• 原理：给一个类声明属性，其实本质就是给这个类添加关联，并不是直接把这个值的内存空间添加到类存空间。

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];  

    // 给系统NSObject类动态添加属性name
    NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
    objc.name = @"老夫子";    
    NSLog(@"%@",objc.name);

}
@end

// 定义关联的keystatic const char *key = "name";

@implementation NSObject (Property)

-  (NSString *)name {    
    // 根据关联的key，获取关联的值。
    return objc_getAssociatedObject(self, key);
}

-  (void)setName:(NSString *)name {    
    // 第一个参数：给哪个对象添加关联
    // 第二个参数：关联的key，通过这个key获取
    // 第三个参数：关联的value
    // 第四个参数:关联的策略
    objc_setAssociatedObject(self, key, name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
@end

5.字典转模型

• 设计模型：字典转模型的第一步
• 模型属性，通常需要跟字典中的key一一对应
• 问题：一个一个的生成模型属性，很慢？
• 需求：能不能自动根据一个字典，生成对应的属性。
• 解决：提供一个分类，专门根据字典生成对应的属性字符串。

@implementation NSObject (Log)

// 自动打印属性字符串
+  (void)resolveDict:(NSDictionary *)dict {    
 // 拼接属性字符串代码
 NSMutableString *strM = [NSMutableString string];    
 // 1.遍历字典，把字典中的所有key取出来，生成对应的属性代码
 [dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id  _Nonnull key, id  _Nonnull obj, BOOL * _Nonnull stop) {        
        // 类型经常变，抽出来
         NSString *type;            
        if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFString")]) {
            type = @"NSString";
        }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFArray")]){
            type = @"NSArray";
        }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFNumber")]){
            type = @"int";
        }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFDictionary")]){
            type = @"NSDictionary";
        }            

        // 属性字符串
        NSString *str; 
        if ([type containsString:@"NS"]) {
            str = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, strong) %@ *%@;",type,key];
        }else{
            str = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, assign) %@ %@;",type,key];
        }        
        // 每生成属性字符串，就自动换行。
        [strM appendFormat:@"\n%@\n",str];

    }];    
    // 把拼接好的字符串打印出来，就好了。
    NSLog(@"%@",strM);

}            

@end

• 字典转模型的方式一：KVC

@implementation Status

+ (instancetype)statusWithDict:(NSDictionary *)dict {
    Status *status = [[self alloc] init];
    [status setValuesForKeysWithDictionary:dict];    
  
    return status;
}
@end

• KVC字典转模型弊端：必须保证，模型中的属性和字典中的key一一对应。
• 如果不一致，就会调用[<Status 0x7fa74b545d60> setValue:forUndefinedKey:]
  报key找不到的错。
• 分析:模型中的属性和字典的key不一一对应，系统就会调用setValue:forUndefinedKey:报错。
• 解决:重写对象的setValue:forUndefinedKey:,把系统的方法覆盖，
  就能继续使用KVC，字典转模型了。

- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key
{

}

• 字典转模型的方式二：Runtime
• 思路：利用运行时，遍历模型中所有属性，根据模型的属性名，去字典中查找key，取出对应的值，给模型的属性赋值。
• 步骤：提供一个NSObject分类，专门字典转模型，以后所有模型都可以通过这个分类转。

@implementation ViewController

-  (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];   
    
 // 解析Plist文件
    NSString *filePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"status.plist" ofType:nil];    

NSDictionary *statusDict = [NSDictionary dictionaryWithContentsOfFile:filePath];    
 // 获取字典数组
 NSArray *dictArr = statusDict[@"statuses"];    
 // 自动生成模型的属性字符串
//  [NSObject resolveDict:dictArr[0][@"user"]];

    _statuses = [NSMutableArray array];    
        // 遍历字典数组
    for (NSDictionary *dict in dictArr) {
        Status *status = [Status modelWithDict:dict];
        [_statuses addObject:status];

    }    
        // 测试数据
    NSLog(@"%@ %@",_statuses,[_statuses[0] user]);

}
@end

@implementation NSObject (Model)

+  (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict {    
    // 思路：遍历模型中所有属性-》使用运行时
    // 0.创建对应的对象
    id objc = [[self alloc] init];    
    // 1.利用runtime给对象中的成员属性赋值
    // class_copyIvarList:获取类中的所有成员属性
    // Ivar：成员属性的意思
    // 第一个参数：表示获取哪个类中的成员属性
    // 第二个参数：表示这个类有多少成员属性，传入一个Int变量地址，会自动给这个变量赋值
    // 返回值Ivar *：指的是一个ivar数组，会把所有成员属性放在一个数组中，通过返回的数组就能全部获取到。
    /* 类似下面这种写法
     Ivar ivar;
     Ivar ivar1;
     Ivar ivar2;

     // 定义一个ivar的数组a
     Ivar a[] = {ivar,ivar1,ivar2};
     // 用一个Ivar *指针指向数组第一个元素
     Ivar *ivarList = a;

     // 根据指针访问数组第一个元素
     ivarList[0];

     */
    unsigned int count;        
    // 获取类中的所有成员属性
    Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);        
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        // 根据角标，从数组取出对应的成员属性
        Ivar ivar = ivarList[i];        
        // 获取成员属性名
        NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];        
        // 处理成员属性名->字典中的key
        // 从第一个角标开始截取
        NSString *key = [name substringFromIndex:1];
        // 根据成员属性名去字典中查找对应的value
        id value = dict[key];        
        // 二级转换:如果字典中还有字典，也需要把对应的字典转换成模型
        // 判断下value是否是字典
        if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]]) {
            // 字典转模型
            // 获取模型的类对象，调用modelWithDict
            // 模型的类名已知，就是成员属性的类型
            // 获取成员属性类型
            NSString *type = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];          
            // 生成的是这种@"@\"User\"" 类型 -》 @"User"  在OC字符串中 \" -> "，\是转义的意思，不占用字符
            // 裁剪类型字符串
            NSRange range = [type rangeOfString:@"\""];
           type = [type substringFromIndex:range.location + range.length];
            range = [type rangeOfString:@"\""];            
            // 裁剪到哪个角标，不包括当前角标
            type = [type substringToIndex:range.location];            
            // 根据字符串类名生成类对象
            Class modelClass = NSClassFromString(type);            
            if (modelClass) { // 有对应的模型才需要转
                // 把字典转模型
                value  =  [modelClass modelWithDict:value];
            }
        }        
          // 三级转换：NSArray中也是字典，把数组中的字典转换成模型.
        // 判断值是否是数组
        if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) {            
            // 判断对应类有没有实现字典数组转模型数组的协议
            if ([self respondsToSelector:@selector(arrayContainModelClass)]) {                
                // 转换成id类型，就能调用任何对象的方法
                id idSelf = self;                
                // 获取数组中字典对应的模型
                NSString *type =  [idSelf arrayContainModelClass][key];                
                // 生成模型
               Class classModel = NSClassFromString(type);                         
                NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray array];                
               // 遍历字典数组，生成模型数组
                for (NSDictionary *dict in value) {             
                    // 字典转模型
                    id model =  [classModel modelWithDict:dict];
                    [arrM addObject:model];
                }                
                // 把模型数组赋值给value
                value = arrM;
            }
        }        
        if (value) { // 有值，才需要给模型的属性赋值
            // 利用KVC给模型中的属性赋值
            [objc setValue:value forKey:key];
        }
    }    
    return objc;
}     
               
@end