iOS---Runtime

RunTime

runtime 是什么

• runtime ，运行时机制，是一套底层 C 语言的 API，其为 iOS 内核的一部分。
• runtime 会把我们的 Objc 代码全部转换成 C 语言。

Runtime 的相关知识

1. SEL

   • 方法选择器，对方法进行包装，然后找到方法对应的实现。
   • 其实它就是个映射到方法的 C 字符串
   • 其结构是typedef struct objc_selector *SEL;
   • 可以用 Objective-C 编译器命令 @selector() 或者 Runtime 系统的 sel_registerName 函数来获得一个 SEL 类型的方法选择器

2. id

   • id 是一个结构体指针类型，它可以指向 Objective-C 中的任何对象。
   • 其结构是 struct objc_object { Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;}
   • 其中 isa 指针是指向对象的类

3. Class

其结构是

   struct objc_class {
   Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
   Class super_class   OBJC2_UNAVAILABLE; //指向其超类。
   const char *name   OBJC2_UNAVAILABLE; //类名
   long version     OBJC2_UNAVAILABLE; //类的版本信息
   long info     OBJC2_UNAVAILABLE; //类的详情
   long instance_size   OBJC2_UNAVAILABLE; //该类的实例对象的大小
   struct objc_ivar_list *ivars  OBJC2_UNAVAILABLE;  //成员列表
   struct objc_method_list **methodLists  OBJC2_UNAVAILABLE;  //方法列表
   struct objc_cache *cache    OBJC2_UNAVAILABLE;  //缓存
   struct objc_protocol_list *protocols   OBJC2_UNAVAILABLE;   //协议列表
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;

4. Method
   • method_types，存放方法的参数类型和返回值类型
   • IMP 指向的是方法的实现，本质是一个函数指针

typedef struct objc_method *Method;
struct objc_method
{
    SEL method_name   ;
    char *method_types  ;
    IMP method_imp   ;
}

一个对象方法的调用的过程

1. runtime 把我们调用的方法转化为 objc_msgSend,然后把方法的调用者和方法选择器当作参数传递过去。
2. 通过调用者的 isa 指针，找到对应的类。
3. 先看看当前类的 cache 中有没有该方法的调用记录，有就指直接加载，通过方法的 IMP 指针找到方法对应的实现。
4. 如果 cache 没有，就在 methodList 找该方法。
5. 如果该类中找不到对应的方法，就往父类找，直到 NSObject 这个类。
6. 到 NSObject 还没有找到该类，就会进入动态方法解析。
   
   

消息转发过程

调用一个不存在的方法，程序就会 crash，在程序进入 crash 之前，会有一个消息转发的过程，如果方法还是没有被处理，程序才会 crash。

1. 进入 resolveInstanceMethod: 和 resolveClassMethod: 方法---动态方法解析，如果这两个方法返回的是 nil，进入下一步。
2. 进入 forwardingTargetForSelector: 方法---对象重定向，用于指定对象来响应这个 SEL，若返回的是 self 或者是 nil ，则进入下一步消息转发。
3. 我们首先要通过 methodSignatureForSelector: 来指定方法签名，若返回 nil，表示不处理，不会进入消息转发机制；若返回方法签名，则会进入下一步。
4. 当 methodSignatureForSelector: 方法返回方法签名后，就会调用 forwardInvocation: 方法---消息转发，我们可以通过 anInvocation 对象做很多处理，比如修改实现方法，修改响应对象等。

动态方法解析

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
    if (aSEL == @selector(resolveThisMethodDynamically)) {
          class_addMethod([self class], aSEL, (IMP)
dynamicMethodIMP, "v@:");
          return YES;
}
    return [super resolveInstanceMethod:aSEL];
}

- (void)dynamicMethodIMP{
     do something;
}

说明一下
class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types) 中的参数

• Class cls：类，哪个类去调用
• SEL name：方法选择器
• IMP imp：指向方法实现的指针
• const char *types：表示返回值和参数，例如"v@:"代表"返回值是 void，没有参数"；"i@:@"代表"返回值是 int，参数类型为 id"。

对象重定向

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
    if(aSelector == @selector(mysteriousMethod:)){
        return alternateObject;
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

消息转发

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
    if ([someOtherObject respondsToSelector:
            [anInvocation selector]])
        [anInvocation invokeWithTarget:someOtherObject];
    else
        [super forwardInvocation:anInvocation];
}

• 在 forwardInvocation: 消息发送前，Runtime 系统会向对象发送methodSignatureForSelector: 消息，并取到返回的方法签名用于生成 NSInvocation 对象，所以我们也需要重写 methodSignatureForSelector： 返回签名。

方法中隐藏的参数

• 当 objc_msgSend 找到对应方法的实现时，会把消息中的所有参数传给方法的实现，还加上两个隐藏的参数：
  1. self 当前方法的对象指针
  2. SEl 方法选择器

当我们调用[super method]时的过程

1. 构造 objc_super 结构体 struct objc_super { id receiver; Class super_class; }
   • 其中 receiver 仍然是 self 本身
   • super_class 父类
2. 因为结构体有 super_class 这个成员变量，系统就会调用 objc_msgSendSuper 这个方法，然后把将这个结构体和方法选择器都传递过去。
3. 从 objc_super 结构体指向的 superClass 的方法列表开始找 setName 的 selector，找到后再以 objc_super->receiver 去调用这个 selector

即还是 self 去调用父类的方法

推荐一篇关于对象关联的贴子，写得很好
http://www.jianshu.com/p/79479a09a8c0#%E5%85%B3%E8%81%94%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%BA%94%E7%94%A8