前言
之前看过关于runtime的几篇文章,水平各有千秋,现在先汇集各个大牛的总结,以后找个时间将Runtime的源码啃一遍,再完善自己的笔记
什么是Runtime
Objective-C Runtime是一个将C语言转化为面向对象语言的扩展。
C++和Objective进行对比:
同 :
C++和Objective-C都是在C的基础上加入面向对象的特性扩充而成的程序设计语言;
异 :
实现的机制差异不同。C++是基于静态类型,而Objective-C是基于动态运行时类型。也就是说用C++编写的程序编译时就直接编译成了可令机器读懂的机器语言;用Objective-C编写的程序不能直接编译成可令机器读懂的机器语言,而是在程序运行的时候,通过Runtime把程序转为可令机器读懂的机器语言。Runtime是Objective不可缺少的重要一部分;
一些 Runtime 的术语
id 和 Class
#if !OBJC_TYPES_DEFINED
/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;
/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;
#endif
Class是一个指向==objc_class==结构体的指针;
id是一个指向==objc_object==结构体的指针,其中的==isa==是一个指==objc_class==结构体的指针。
换句话说,id就是我们所说的对象,Class就是我们所说的类。
objc_class的定义
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
}
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */
isa指针:指向的类结构称为metaclass(元类),其中存放着static类型的成员变量与类方法(“+”开头的方法);
super_class:指向该类的父类的指针,如果该类是根类(如NSObject或NSProxy),那么super_class就为nil;
name:类名;
version:类的版本信息,默认为0,可以通过runtime函数class_setVersion或者class_getVersion进行修改、读取;
info:类信息,供运行时期使用的一些位标识,如CLS_CLASS (0x1L) 表示该类为普通 class,其中包含实例方法和变量;CLS_META (0x2L) 表示该类为 metaclass,其中包含类方法;
instance_size:该类的实例变量大小(包括从父类继承下来的实例变量);
ivars:该类的成员变量地址列表;
methodLists:方法地址列表,与 info 的一些标志位有关,如CLS_CLASS (0x1L),则存储实例方法,如CLS_META (0x2L),则存储类方法;
cache:缓存最近使用的方法地址,用于提升效率;
protocols:存储该类声明遵守的协议的列表;
类与对象的继承层次关系如图:
objective-runtime.png所有的metaclass中isa指针都是指向根metaclass,而根metaclass则指向自身。根metaclass是通过继承根类产生的,与根class结构体成员一致,不同的是根metaclass的isa指针指向自身。
SEL
SEL是方法选择器,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
typedef struct objc_selector *SEL;
struct objc_selector {
char *name; OBJC2_UNAVAILABLE;// 方法名
char *types; OBJC2_UNAVAILABLE;// 方法类型
};
IMP
IMP是由编译器生成的一个函数指针,指向方法的实现。当你发起一个消息后,这个函数指针决定了最终执行哪段代码。
typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);
Method
Method代表类中的某个方法的类型。
typedef struct objc_method *Method;
struct objc_method {
SEL method_name OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法名
char *method_types OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法类型,存储着方法的参数类型和返回值类型
IMP method_imp OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法实现
}
Ivar
Ivar代表类中实例变量的类型
typedef struct objc_ivar *Ivar;
struct objc_ivar {
char *ivar_name OBJC2_UNAVAILABLE; // 变量名
char *ivar_type OBJC2_UNAVAILABLE; // 变量类型
int ivar_offset OBJC2_UNAVAILABLE; // �基地址偏移字节
#ifdef __LP64__
int space OBJC2_UNAVAILABLE; // 占用空间
#endif
}
objc_property_t
objc_property_t是属性,是内置的类型,与之关联的还有一个objc_property_attribute_t,它是属性的attribute,也就是其实是对属性的详细描述,包括属性名称、属性编码类型、原子类型/非原子类型等。它的定义如下
typedef struct objc_property *objc_property_t;
typedef struct {
const char *name; // 名称
const char *value; // 值(通常是空的)
} objc_property_attribute_t;
Cache
方法地址缓存
typedef struct objc_cache *Cache
struct objc_cache {
unsigned int mask OBJC2_UNAVAILABLE;
unsigned int occupied OBJC2_UNAVAILABLE;
Method buckets[1] OBJC2_UNAVAILABLE;
};
mask
: 指定分配cache buckets的总数。在方法查找中,Runtime使用这个字段确定数组的索引位置。
occupied
: 实际占用cache buckets的总数。
buckets
: 指定Method数据结构指针的数组。这个数组可能包含不超过mask+1个元素。需要注意的是,指针可能是NULL,表示这个缓存bucket没有被占用,另外被占用的bucket可能是不连续的。这个数组可能会随着时间而增长。
objc_msgSend每调用一次方法后,就会把该方法缓存到cache列表中,下次调用的时候,就直接优先从cache列表中寻找,如果cache没有,才从methodLists中查找方法。
Catagory
这个就是我们平时所说的类别了,它可以动态的为已存在的类添加新的方法。
typedef struct objc_category *Category;
struct objc_category {
char *category_name OBJC2_UNAVAILABLE; // 类别名称
char *class_name OBJC2_UNAVAILABLE; // 类名
struct objc_method_list *instance_methods OBJC2_UNAVAILABLE; // 实例方法列表
struct objc_method_list *class_methods OBJC2_UNAVAILABLE; // 类方法列表
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE; // 协议列表
}
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