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Objective-C Runtime三种必备方法、轻松Get

Objective-C Runtime三种必备方法、轻松Get

作者: JerseyBro | 来源:发表于2016-12-18 04:52 被阅读277次

前言

  • 二年前的我就像一个装着三个空空如也的沙盒，当时对于iOS开发除了满腔空腹的热情，剩下的除了迷茫还是迷茫。利用大学空闲时间确立自己的学习路线。既然热爱编程，决定要走很远，那么就静下心来闭关修炼。“路漫漫其修远兮 吾将上下而求索”！不知道当年的同学朋友们还有多少人在坚持写代码，也是时候总结分享一下自己这些年来的进展以及成果了、希望能给读者们有所帮助及完成互联网的分享精神。

    本篇主要介绍Runtime在开发中最常用的三种实战使用场景以及Runtime简介让你更快速的上手。用最简单.易懂的方式让你认识Objective-C Runtime,教你如何使用Runtime交换两个方法的实现. Runtime给分类添加属性. Runtime获得某个对象的所有属性。
    1.Runtime简介
    Objective-C Runtime 是开源的是开源的，任何时候你都能从 http://opensource.apple.com或https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/. 获取。事实上查看 Objective-C 源码是我理解它是如何工作的第一种方式，在这个问题上要比读苹果的文档要好。
    因为Objc是一门动态语言，所以它总是想办法把一些决定工作从编译连接推迟到运行时。也就是说只有编译器是不够的，还需要一个运行时系统 (runtime system) 来执行编译后的代码。这就是 Objective-C Runtime 系统存在的意义，它是整个Objc运行框架的一块基石。
    Objective-C 的 Runtime 是一个运行时库（Runtime Library），它是一个主要使用 C 和汇编写的库，为 C 添加了面相对象的能力并创造了 Objective-C。这就是说它在类信息（Class information） 中被加载，完成所有的方法分发，方法转发，等等。Objective-C runtime 创建了所有需要的结构体，让 Objective-C 的面相对象编程变为可能。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
    三、操作对象的类型的定义
    <pre> /// An opaque type that represents a method in a class definition. 一个类型，代表着类定义中的一个方法
    typedef struct objc_method *Method;

/// An opaque type that represents an instance variable.代表实例(对象)的变量
typedef struct objc_ivar *Ivar;

/// An opaque type that represents a category.代表一个分类
typedef struct objc_category *Category;

/// An opaque type that represents an Objective-C declared property.代表OC声明的属性
typedef struct objc_property *objc_property_t;

// Class代表一个类，它在objc.h中这样定义的 typedef struct objc_class *Class;
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;</pre>

这些类型的定义，对一个类进行了完全的分解，将类定义或者对象的每一个部分都抽象为一个类型type，对操作一个类属性和方法非常方便。OBJC2_UNAVAILABLE标记的属性是Ojective-C 2.0不支持的,但实际上可以用响应的函数获取这些属性，例如：如果想要获取Class的name属性，可以按如下方法获取:Class classPerson = Person.class;
<pre>// printf("%s\n", classPerson->name); //用这种方法已经不能获取name了 因为OBJC2_UNAVAILABLE
const char *cname = class_getName(classPerson);
printf("%s", cname); // 输出:Person</pre>

  • 四.函数的定义

对对象进行操作的方法一般以object_开头
对类进行操作的方法一般以class_开头
对类或对象的方法进行操作的方法一般以method_开头
对成员变量进行操作的方法一般以ivar_开头
对属性进行操作的方法一般以property_开头
对协议进行操作的方法一般以protocol_开头
根据以上的函数的前缀 可以大致了解到层级关系。对于以objc_开头的方法，则是runtime最终的管家，可以获取内存中类的加载信息,类的列表，关联对象和关联属性等操作。
例如：使用runtime对当前的应用中加载的类进行打印，别被吓一跳。
<pre>- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
unsigned int count = 0;
Class *classes = objc_copyClassList(&count);
for (int i = 0; i < count; i++) {
const char *cname = class_getName(classes[i]);
printf("%s\n", cname);
}
}</pre>

  • 五实战应用场景

  • 5_1 Runtime交换两个方法的实现:因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.
    <pre>
    @implementation ViewController
    -(void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    // 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
    {
    // 交换方法

    // 获取imageWithName方法地址
    Method imageWithName = class_getClassMethod(self, @selector(imageWithName:));

    // 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</pre>

  • 5_2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
<pre>
@implementation ViewController
-(void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.

// 给系统NSObject类动态添加属性name

NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
objc.name = @"小码哥";
NSLog(@"%@",objc.name);

}
@end
// 定义关联的key
static 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</pre>

  • 5_3.Runtime获得某个对象的所有属性

对于获取成员变量的列表可以使用class_copyIvarList函数，如果想要获取属性列表可以使用class_copyPropertyList函数，使用的示例如下：
<pre>- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
Class classPerson = NSClassFromString(@"Person"); // 与下面一句效果一样,可以不用导入头文件
// Class clazz = Person.class;
unsigned int count = 0;
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(classPerson, &count); // 获取成员变量数组
for (int i = 0; i < count; i++) {
const char *cname = ivar_getName(ivarList[i]); // 获取成员变量的名字
NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:cname];
NSLog(@"%@", name);
}
NSLog(@"-------------------分割线------------------");
objc_property_t *propertyList = class_copyPropertyList(classPerson, &count); // 获取属性数组
for (int i = 0; i < count; i++) {
const char *cname = property_getName(propertyList[i]);
NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:cname];
NSLog(@"%@", name);
}
}</pre>

  • 5_4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。
<pre>
@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

</pre>

  • 字典转模型的方式一：KVC

<pre> @implementation Status
+(instancetype)statusWithDict:(NSDictionary *)dict
{
Status *status = [[self alloc] init];

[status setValuesForKeysWithDictionary:dict];

return status;

}
@end</pre>

  • 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。

  • 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。
<pre>@implementation ViewController
-(void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.

// 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

</pre>

  • 此篇文章是对网上现有资料的一个整个版本.并非个人独立完成！！！！！感谢你能耐心读完。 希望能对在Runtime上有所帮助、喜欢的可以点一下关注作者或者❤️谢谢-------

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网友评论

  • hauibojek:刚开始用markdown吗？ 排版有好多问题 :cold_sweat:
    JerseyBro:@HUswIft 嗯是的喔:anguished:
  • Rooses兵:不错,这是可以的
    JerseyBro:@Rooses兵 :smile: 谢谢
  • 春泥Fu: :relaxed: 其实挺佩服你们大学的时候目标那么明确，我大学的时候傻得一逼。。。没目标没方向，虽是计算机专业，但没啥方向，学校开啥学啥，不过毕业后到时真觉得编程挺适合我的，也想在这条路上走下去，加油，帅弟
    JerseyBro:@春泥Fu 谢谢:smile: 、喜欢合适 才是最至关重要的！ 这份工作最需要的是一颗执着的:heart:️、 一起努力💪

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