iOS 模块分解—「Runtime面试工作」看我就 🐒 了 ^_^.
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了iOS 模块分解—「Runtime面试工作」看我就 🐒 了 ^_^.相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
引导
相信对于从事开发人员来说 runtime 这个名称都不陌生，就像我起初只知道「 runtime 叫运行时 」，后来知道 runtime 同样可以像 KVC 一样访问私有成员变量，还有「 给类动态添加属性：LNTextField.placeholderColor || 交换方法：imageNamed => ln_imageNamed 」，还有深入的 「 消息机制的调用流程 || 字典转模型 || 实现NSCoding归解档 」以及我们常说的“黑魔法” 是什么？
runtime 是编程中比较难的模块，想要深入学习，这个模块你必须掌握，同样还有写的另一篇 runloop 模块，下面是我对 runtime 的整理，从零开始，由浅入深，且带了几个 Runtime 实践场景 --> 大厂来的工友们可选择性路过。
- runtime.h 释义
- 消息机制
1.isa指针释义
2.方法调用，是否真的是转换为消息机制？
2.objc_msgSend 参数概念释义- 消息机制（方法调用流程）
- 常见作用
- 开发场景「工作掌握」
1.交换方法
2.给系统分类动态添加属性
3.字典转模型（Runtime 考虑三种情况实现）- 其它作用「面试熟悉」
1.动态添加方法
2.动态变量控制
3.实现NSCoding的自动归档和解档
4.runtime 部分函数
5.method swizzling（俗称黑魔法）- 一道面试题的注解
- 模块博文推荐(??数量较多)
- Runtime & Runloop 常面问题整理（附答案）
- Demo 重要的部分代码中都有相应的注解和文字打印，运行程序可以很直观的表现
- iOS 模块注解—「Runloop面试、工作」看我就 ?? 了 ^_^.
释义
Objective-C 是基于 C 的，它为 C 添加了面向对象的特性。它将很多静态语言在编译和链接时期做的事放到了 runtime 运行时来处理，可以说 runtime 是我们 Objective-C 幕后工作者。
1.runtime（简称运行时），是一套 纯C(C和汇编)写的API。而 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。
2.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。
3.运行时机制原理：OC的函数调用称为消息发送，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。
4.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，只有当运行的时候才会报错，这是因为OC是运行时动态调用的。而 C 语言 调用未实现的函数 就会报错。
消息机制
我们写 OC 代码，它在运行的时候也是转换成了 runtime 方式运行的。任何方法调用本质：就是发送一个消息（用 runtime发送消息，OC 底层实现通过 runtime 实现），每一个 OC 的方法，底层必然有一个与之对应的 runtime 方法。
验证示例：方法调用，是否真的是转换为消息机制？
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。
注解：
1.必须要导入头文件 #import <objc/message.h>
2.我们导入系统的头文件，一般用尖括号。
3.OC 解决消息机制方法提示步骤【查找build setting -> 搜索msg -> objc_msgSend（YES --> NO）】
4.最终生成消息机制，编译器做的事情，最终代码，需要把当前代码用xcode重新编译，【clang -rewrite-objc main.m 查看最终生成代码】，示例：cd main.m --> 输入前面指令，就会生成 .opp文件(C++代码)
5.这里一般不会直接导入<objc/runtime.h>
示例代码：OC 方法 <--> runtime 方法
说明：
eat(无参) 和 run(有参NSInteger) 是 LNPerson模型类中的私有方法「runtime 作用：可以调用私有方法」
示例分别以 OC写法 和 最底层写法 对照验证.
- (void)msgSend
{
// 方法一：
//id objc = [NSObject alloc];
LNPerson *person = objc_msgSend(objc_getClass("LNPerson"), sel_registerName("alloc"));
//objc = [objc init];
person = objc_msgSend(person, sel_registerName("init"));
// 调用
//[objc eat];
//[objc run:10];
objc_msgSend(person,@selector(eat)); // 无参
objc_msgSend(person,@selector(run:),10); // 有残
}
/
注解：
// 用最底层写
objc_getClass(const char *name) 获取当前类
sel_registerName(const char *str) 注册个方法编号
objc_msgSend(id self：谁发送消息, SEL op：发送什么消息, ...)
让LNPerson这个类对象发送了一个alloc消息，返回一个分配好的内存对象给你，再发送一个消息初始化.
*/
// 方法二：
#pragma mark - 也许下面这种好理解一点
- (void)test
{
// id objc = [NSObject alloc];
id objc = objc_msgSend([NSObject class], @selector(alloc));
// objc = [objc init];
objc = objc_msgSend(objc, @selector(eat));
}objc_msgSend 参数概念
/
objc_msgSend(<#id _Nullable self#>, <#SEL _Nonnull op, ...#>)
1、objc_msgSend
这是个最基本的用于发送消息的函数。
其实编译器会根据情况在`objc_msgSend`， `objc_msgSend_stret`,，`objc_msgSendSuper`， 或 `objc_msgSendSuper_stret` 四个方法中选择一个来调用。如果消息是传递给超类，那么会调用名字带有 `Super` 的函数；如果消息返回值是数据结构而不是简单值时，那么会调用名字带有`stret`的函数。
2、SEL
`objc_msgSend`函数第二个参数类型为`SEL`，它是`selector`在Objc中的表示类型（Swift中是Selector类）。`selector`是方法选择器，可以理解为区分方法的 `ID`，而这个 `ID` 的数据结构是`SEL`:
`typedef struct objc_selector *SEL;`
其实它就是个映射到方法的C字符串，你可以用 Objc 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。
3、id
`objc_msgSend`第一个参数类型为`id`，大家对它都不陌生，它是一个指向类实例的指针：
`typedef struct objc_object *id;`
那`objc_object`又是啥呢：
`struct objc_object { Class isa; };`
`objc_object`结构体包含一个`isa`指针，根据`isa`指针就可以顺藤摸瓜找到对象所属的类。
*/消息机制「方法调用流程」
面试：消息机制方法调用流程?
怎么去调用eat方法，
对象方法：(保存到类对象的方法列表) ，类方法：(保存到元类(Meta Class)中方法列表)。
1.OC 在向一个对象发送消息时，runtime 库会根据对象的 isa指针找到该对象对应的类或其父类中查找方法。。
2.注册方法编号（这里用方法编号的好处，可以快速查找）。
3.根据方法编号去查找对应方法。
4.找到只是最终函数实现地址，根据地址去方法区调用对应函数。
补充：一个objc 对象的 isa 的指针指向什么？有什么作用？
每一个对象内部都有一个isa指针，这个指针是指向它的真实类型，根据这个指针就能知道将来调用哪个类的方法。
isa指针相关释义
上面也提到OC底层都是转化为runtime方式来实现的，类和类的实例（对象）都相对于的isa指针。
我们可以在Xcode中使用 [Shift＋Cmd＋O ] 快速打开文件objc.h 能看到类的定义：
总结：runtime 对象，类，元类的isa指针关系图
1、每一个对象本质上都是一个类的实例。其中类定义了成员变量和成员方法的列表。对象通过对象的isa指针指向所属类。
2、每一个类本质上都是一个对象，类其实是元类（meteClass）的实例。元类定义了类方法的列表。类通过类的isa指针指向元类。
3、元类保存了类方法的列表。当类方法被调用时，先会从本身查找类方法的实现，如果没有，元类会向他父类查找该方法。同时注意的是：元类（meteClass）也是类，它也是对象。元类通过isa指针最终指向的是一个根元类(root meteClass)。
4、根元类的isa指针指向本身，这样形成了一个封闭的内循环。
常见作用
/
1.动态交换两个方法的实现
2.动态添加属性
3.实现字典转模型的自动转换
4.动态添加方法
5.拦截并替换方法
6.实现 NSCoding 的自动归档和解档
补充常用runtime示例：Demo中有体现
1.添加属性和交换方法示例：UITextField占位文字颜色placeholderColor
2.交换方法示例：交换dealloc方法实现，添加功能那个控制器被销毁了
*/开发场景「工作掌握」
runtime 交换方法
场景：当第三方框架 或者 系统原生方法功能不能满足我们的时候，我们可以在保持系统原有方法功能的基础上，添加额外的功能。
需求：加载一张图片直接用[UIImage imageNamed:@"image"];是无法知道到底有没有加载成功。给系统的imageNamed添加额外功能（是否加载图片成功）。
方案一：继承系统的类，重写方法.（弊端：每次使用都需要导入）
方案二：使用 runtime，交换方法.
步骤：
1.给系统的方法添加分类
2.自己实现一个带有扩展功能的方法
3.交换方法,只需要交换一次,
场景代码：方法+调用+打印输出
#import "UIImage+Image.h"
#import <objc/message.h>
@implementation UIImage (Image)
/
看清楚下面是不会有死循环的
调用 imageNamed => ln_imageNamed
调用 ln_imageNamed => imageNamed
*/
// 加载图片 且 带判断是否加载成功
+ (UIImage *)ln_imageNamed:(NSString *)name {
UIImage *image = [UIImage ln_imageNamed:name];
if (image) {
NSLog(@"runtime交互方法 -> 图片加载成功");
} else {
NSLog(@"runtime交互方法 -> 图片加载失败");
}
return image;
}
/
注解：
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
所以第二步，我们要 自己实现一个带有扩展功能的方法.
+ (UIImage *)imageNamed:(NSString *)name {
}
*/
/
作用：把类加载进内存的时候调用,只会调用一次
调用：方法应先交换，再去调用
*/
+ (void)load {
// 1.获取 imageNamed方法地址
Method imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:));
// 2.获取 ln_imageNamed方法地址
Method ln_imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(ln_imageNamed:));
// 3.交换方法地址，相当于交换实现方式;「method_exchangeImplementations 交换两个方法的实现」
method_exchangeImplementations(imageNamedMethod, ln_imageNamedMethod);
}
- - -
//方案一：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;
//方案二：交换 imageNamed 和 ln_imageNamed 的实现，就能调用 imageNamed，间接调用 ln_imageNamed 的实现。
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
self.imageView.image = [UIImage imageNamed:@"CoerLN"];
}
- - -
// 打印输出
2016-03-17 17:52:14.693 runtime[12761:543574] runtime交互方法 -> 图片加载成功总结：
我们所做的就是在方法调用流程第三步的时候，交换两个方法地址指向。而且我们改变指向要在系统的imageNamed:方法调用前，所以将代码写在了分类的load方法里。最后当运行的时候系统的方法就会去找我们的方法的实现。
给系统分类动态添加属性
场景：给系统的类添加额外属性的时候，可以使用runtime动态添加属性方法。
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。
注解：给系统 NSObject 添加一个分类，我们知道在分类中是不能够添加成员属性的，虽然我们用了@property，但是仅仅会自动生成get和set方法的声明，并没有带下划线的属性和方法实现生成。但是我们可以通过runtime就可以做到给它方法的实现。
需求：给系统 NSObject 类动态添加属性 name 字符串。
场景代码：方法+调用+打印
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface NSObject (Property)
@property NSString *name;
@end
- - -
#import "NSObject+Property.h"
#import <objc/message.h>
//#import <objc/runtime.h>
@implementation NSObject (Property)
- (NSString *)name
{
// 利用参数key 将对象object中存储的对应值取出来
return objc_getAssociatedObject(self, @"name");
}
- (void)setName:(NSString *)name
{
/**
将某个值跟某个对象关联起来，将某个值存储到某个对象中
objc_setAssociatedObject(<#id _Nonnull object#>：给哪个对象添加属性, <#const void * _Nonnull key#>：属性名称, <#id _Nullable value#>：属性值, <#objc_AssociationPolicy policy#>：保存策略)
*/
objc_setAssociatedObject(self, @"name", name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
NSLog(@"name---->%p",name);
}
@end
// 调用
NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
objc.name = @"CoderLN";
NSLog(@"runtime动态添加属性name==%@",objc.name);
// 打印输出
2016-03-17 19:37:10.530 runtime[12761:543574] runtime动态添加属性name == CoderLN总结：
其实，属性赋值的本质，就是让属性与一个对象产生关联，所以要给NSObject的分类的name属性赋值就是让name和NSObject产生关联，而runtime可以做到这一点。
字典转模型
字典转模型的方式：
- 给模型中属性，在 .m 依次赋值（初学者）。
- 字典转模型 KVC 实现
- 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。
- KVC 字典转模型弊端：必须保证，模型中的属性和字典中的
- 字典转模型 Runtime 实现
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（从提醒：字典中取值，不一定要全部取出来）；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实现字典转模型。考虑情况：
1.当字典的key和模型的属性匹配不上。
2.模型中嵌套模型（模型属性是另外一个模型对象）。
3.数组中装着模型（模型的属性是一个数组，数组中是一个个模型对象）。- 注解：
根据上面的三种特殊情况，先是字典的key和模型的属性不对应的情况。不对应有两种，一种是字典的键值大于模型属性数量，这时候我们不需要任何处理，因为runtime是先遍历模型所有属性，再去字典中根据属性名找对应值进行赋值，多余的键值对也当然不会去看了；另外一种是模型属性数量大于字典的键值对，这时候由于属性没有对应值会被赋值为nil，就会导致crash，我们只需加一个判断即可。考虑三种情况下面一一注解
- MJExtension 字典转模型实现
- 底层也是对
runtime的封装，才可以把一个模型中所有属性遍历出来。（我之所以看不懂，是MJ封装了很多层而已^_^.）。
- 底层也是对
示例：runtime 字典转模型考虑三种情况
1、runtime 字典转模型-->字典的 key 和模型的属性不匹配「模型属性数量大于字典键值对数」，这种情况处理如下：
#import "NSObject+Model.h"
#import <objc/message.h>
@implementation NSObject (Model)
// 思路：利用runtime 遍历模型中所有属性，根据模型中属性,去字典中取出对应的value给模型属性赋值
+ (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict
{
// 1.创建对应的对象
id objc = [[self alloc] init];
// 2.利用runtime给对象中的属性赋值
/**
获取类中的所有成员变量
class_copyIvarList(Class _Nullable cls：表示获取哪个类中的成员变量, unsigned int * _Nullable outCount：表示这个类有多少成员变量，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
*/
// 成员变量个数
unsigned int count = 0;
// 获取类中的所有成员变量
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
// 遍历所有成员变量
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 根据角标，从数组取出对应的成员变量（Ivar：成员变量,以下划线开头）
Ivar ivar = ivarList[i];
// 获取成员变量名字
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 处理成员变量名，字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
// 根据成员属性名去字典中查找对应的value
id value = dict[key];
//【如果模型属性数量大于字典键值对数理，模型属性会被赋值为nil】
// 而报错 (could not set nil as the value for the key age.)
if (value) {
// 给模型中属性赋值
[objc setValue:value forKey:key];
}
}
return objc;
}注解：
这里在获取模型类中的所有属性名，是采取 class_copyIvarList 先获取成员变量（以下划线开头） ，然后再处理成员变量名，字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取) 得到属性名。
原因：
{
int _a; // 成员变量
}
@property (nonatomic, assign) NSInteger attitudes_count; // 属性
`Ivar：成员变量，以下划线开头`，
`Property 属性`
`class_copyPropertyList` 获取类里面属性
`class_copyIvarList` 获取类中的所有成员变量
这里有成员变量，就不会漏掉属性；如果有属性，可能会漏掉成员变量；
使用`runtime`字典转模型获取模型属性名的时候，最好获取成员属性名`Ivar`因为可能会有个属性是没有`setter`和`getter`方法的。2、runtime 字典转模型-->模型中嵌套模型「模型属性是另外一个模型对象」，这种情况处理如下：
// 思路：利用runtime 遍历模型中所有属性，根据模型中属性,去字典中取出对应的value给模型属性赋值
+ (instancetype)modelWithDict2:(NSDictionary *)dict
{
// 1.创建对应的对象
id objc = [[self alloc] init];
// 2.利用runtime给对象中的属性赋值
// 成员变量个数
unsigned int count = 0;
// 获取类中的所有成员变量
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
// 遍历所有成员变量
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 根据角标，从数组取出对应的成员变量（Ivar：成员变量,以下划线开头）
Ivar ivar = ivarList[i];
// 获取成员变量名字
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 获取成员变量类型
NSString *ivarType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
// 替换: @"User" -> User
ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@""" withString:@""];
ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@" withString:@""];
// 处理成员变量名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)
NSString *key = [ivarName 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,并且是自定义对象才需要转换
if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![ivarType hasPrefix:@"NS"]) {
// 字典转换成模型 userDict => User模型, 转换成哪个模型
// 根据字符串类名生成类对象
Class modelClass = NSClassFromString(ivarType);
if (modelClass) { // 有对应的模型才需要转
// 把字典转模型
value = [modelClass modelWithDict2:value];
}
}
// 给模型中属性赋值
if (value) {
[objc setValue:value forKey:key];
}
}
return objc;
}3、runtime 字典转模型-->数组中装着模型「模型的属性是一个数组，数组中是字典模型对象」，这种情况处理如下：
// 思路：利用runtime 遍历模型中所有属性，根据模型中属性,去字典中取出对应的value给模型属性赋值
+ (instancetype)modelWithDict3:(NSDictionary *)dict
{
// 1.创建对应的对象
id objc = [[self alloc] init];
// 2.利用runtime给对象中的属性赋值
// 成员变量个数
unsigned int count = 0;
// 获取类中的所有成员变量
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
// 遍历所有成员变量
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 根据角标，从数组取出对应的成员变量（Ivar：成员变量,以下划线开头）
Ivar ivar = ivarList[i];
// 获取成员变量名字
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 处理成员属性名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
// 根据成员属性名去字典中查找对应的value
id value = dict[key];
//--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
//
// 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
// arrayContainModelClass 提供一个协议，只要遵守这个协议的类，都能把数组中的字典转模型
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 modelWithDict3:dict];
[arrM addObject:model];
}
// 把模型数组赋值给value
value = arrM;
}
}
// 如果模型属性数量大于字典键值对数理，模型属性会被赋值为nil,而报错
if (value) {
// 给模型中属性赋值
[objc setValue:value forKey:key];
}
}
return objc;
}
总结：
我们既然能获取到属性类型，那就可以拦截到模型的那个数组属性，进而对数组中每个模型遍历并字典转模型，但是我们不知道数组中的模型都是什么类型，我们可以声明一个方法，该方法目的不是让其调用，而是让其实现并返回模型的类型。
这里提到的你如果不是很清楚，建议参考我的Demo，重要的部分代码中都有相应的注解和文字打印，运行程序可以很直观的表现。
其它作用「面试熟悉」
动态添加方法
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。
注解：OC 中我们很习惯的会用懒加载，当用到的时候才去加载它，但是实际上只要一个类实现了某个方法，就会被加载进内存。当我们不想加载这么多方法的时候，就会使用到 runtime 动态的添加方法。
需求：runtime 动态添加方法处理调用一个未实现的方法 和 去除报错。
场景代码：方法+调用+打印输出
#import "Person.h"
#import <objc/message.h>
@implementation Person
/**
调用：只要一个对象调用了一个未实现的方法就会调用这个方法,进行处理
作用：动态添加方法,处理未实现
注解：任何方法默认都有两个隐式参数,self,_cmd（当前方法的方法编号）
*/
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
if (sel == NSSelectorFromString(@"roll:")) {
/**
class_addMethod(<#Class _Nullable __unsafe_unretained cls#>：给哪个类添加方法, <#SEL _Nonnull name#>：添加哪个方法，即添加方法的方法编号, <#IMP _Nonnull imp#>：方法实现 => 函数 => 函数入口 => 函数名（添加方法的函数实现（函数地址））, <#const char * _Nullable types#>：方法类型，(返回值+参数类型) v:void @:对象->self :表示SEL->_cmd)
*/
// 给类添加roll:滚了多远方法
class_addMethod(self, sel, (IMP)LNRoll, "[email protected]:@");
return YES;
}
if ([NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"go:"]) {
// 给类添加go:走了多远方法
class_addMethod(self, sel, (IMP)LNGO, "[email protected]:@");
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
// 调用
Person *p = [[Person alloc] init];
// 执行某个方法
[p performSelector:@selector(roll:) withObject:@"11"];
[p performSelector:@selector(go:) withObject:@10];
// 打印输出
2016-03-17 19:05:03.917 runtime[12761:543574] 我滚了 11 米远的屎蛋
2016-03-17 19:05:04.617 runtime[12761:543574] 我走了 10 公里才到的家 实现NSCoding的自动归档和解档
如果你实现过自定义模型数据持久化的过程，那么你也肯定明白，如果一个模型有许多个属性，那么我们需要对每个属性都实现一遍encodeObject 和 decodeObjectForKey方法，如果这样的模型又有很多个，这还真的是一个十分麻烦的事情。下面来看看简单的实现方式。
假设现在有一个Movie类，有3个属性。先看下 .h文件
// Movie.h文件
//1. 如果想要当前类可以实现归档与反归档，需要遵守一个协议NSCoding
@interface Movie : NSObject<NSCoding>
@property (nonatomic, copy) NSString *movieId;
@property (nonatomic, copy) NSString *movieName;
@property (nonatomic, copy) NSString *pic_url;
@end如果是正常写法，.m 文件应该是这样的：
// Movie.m文件
@implementation Movie
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder
{
[aCoder encodeObject:_movieId forKey:@"id"];
[aCoder encodeObject:_movieName forKey:@"name"];
[aCoder encodeObject:_pic_url forKey:@"url"];
}
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
if (self = [super init]) {
self.movieId = [aDecoder decodeObjectForKey:@"id"];
self.movieName = [aDecoder decodeObjectForKey:@"name"];
self.pic_url = [aDecoder decodeObjectForKey:@"url"];
}
return self;
}
@end如果这里有100个属性，那么我们也只能把100个属性都给写一遍吗。
不过你会使用runtime后，这里就有更简便的方法，如下。
#import "Movie.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation Movie
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder
{
unsigned int count = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([Movie class], &count);
for (int i = 0; i<count; i++) {
// 取出i位置对应的成员变量
Ivar ivar = ivars[i];
// 查看成员变量
const char *name = ivar_getName(ivar);
// 归档
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
id value = [self valueForKey:key];
[encoder encodeObject:value forKey:key];
}
free(ivars);
}
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)decoder
{
if (self = [super init]) {
unsigned int count = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([Movie class], &count);
for (int i = 0; i<count; i++) {
// 取出i位置对应的成员变量
Ivar ivar = ivars[i];
// 查看成员变量
const char *name = ivar_getName(ivar);
// 归档
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
id value = [decoder decodeObjectForKey:key];
// 设置到成员变量身上
[self setValue:value forKey:key];
}
free(ivars);
}
return self;
}
@end这样的方式实现，不管有多少个属性，写这几行代码就搞定了。
下面看看更加简便的方法：两句代码搞定。
#import "Movie.h"
#import <objc/runtime.h>
#define encodeRuntime(A) unsigned int count = 0;Ivar *ivars = class_copyIvarList([A class], &count);for (int i = 0; i<count; i++) {Ivar ivar = ivars[i];const char *name = ivar_getName(ivar);NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];id value = [self valueForKey:key];[encoder encodeObject:value forKey:key];}free(ivars);
#define initCoderRuntime(A) if (self = [super init]) {unsigned int count = 0;Ivar *ivars = class_copyIvarList([A class], &count);for (int i = 0; i<count; i++) {Ivar ivar = ivars[i];const char *name = ivar_getName(ivar);NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];id value = [decoder decodeObjectForKey:key];[self setValue:value forKey:key];}free(ivars);}return self;
- - -
@implementation Movie
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder {
encodeRuntime(Movie)
}
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)decoder {
initCoderRuntime(Movie)
}
@end优化：
上面是encodeWithCoder 和 initWithCoder这两个方法抽成宏。我们可以把这两个宏单独放到一个文件里面，这里以后需要进行数据持久化的模型都可以直接使用这两个宏。
runtime 下Class的各项操作
1.runtime 部分函数
#warning - 以下为功能模块相关的方法示例, 具体方法作用、使用、注解请移步 -> github.com/CoderLN
以下的这些方法应该算是`runtime`在实际场景中所应用的大部分的情况了，平常的编码中差不多足够用了。
0、class_copyPropertyList 获取类中所有的属性
objc_property_t *propertyList = class_copyPropertyList([self class], &count);
for (unsigned int i=0; i<count; i++) {
const char *propertyName = property_getName(propertyList[i]);
NSLog(@"property---->%@", [NSString stringWithUTF8String:propertyName]);
}
0、class_copyMethodList 获取类的所有方法
Method *methodList = class_copyMethodList([self class], &count);
for (unsigned int i; i<count; i++) {
Method method = methodList[i];
NSLog(@"method---->%@", NSStringFromSelector(method_getName(method)));
}
0、class_copyIvarList 获取类中所有的成员变量（outCount 会返回成员变量的总数）
Ivar *ivarList = class_copyIvarList([self class], &count);
for (unsigned int i; i<count; i++) {
Ivar myIvar = ivarList[i];
const char *ivarName = ivar_getName(myIvar);
NSLog(@"Ivar---->%@", [NSString stringWithUTF8String:ivarName]);
}
0、class_copyProtocolList 获取协议列表
__unsafe_unretained Protocol **protocolList = class_copyProtocolList([self class], &count);
for (unsigned int i; i<count; i++) {
Protocol *myProtocal = protocolList[i];
const char *protocolName = protocol_getName(myProtocal);
NSLog(@"protocol---->%@", [NSString stringWithUTF8String:protocolName]);
}
0、object_getClass 获得类方法
Class PersonClass = object_getClass([Person class]);
SEL oriSEL = @selector(test1);
Method oriMethod = _class_getMethod(xiaomingClass, oriSEL);
0、class_getInstanceMethod 获得实例方法
Class PersonClass = object_getClass([xiaoming class]);
SEL oriSEL = @selector(test2);
Method cusMethod = class_getInstanceMethod(xiaomingClass, oriSEL);
0、class_addMethod 动态添加方法
BOOL addSucc = class_addMethod(xiaomingClass, oriSEL, method_getImplementation(cusMethod), method_getTypeEncoding(cusMethod));
0、class_replaceMethod 替换原方法实现
class_replaceMethod(toolClass, cusSEL, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));
0、method_exchangeImplementations 交换两个方法的实现
method_exchangeImplementations(method1, method2);
0、根据名字得到类变量的Ivar指针，但是这个在OC中好像毫无意义
Ivar oneCVIvar = class_getClassVariable([Person class], name);
0、根据名字得到实例变量的Ivar指针
Ivar oneIVIvar = class_getInstanceVariable([Person class], name);
0、找到后可以直接对私有成员变量赋值（强制修改name属性）
object_setIvar(_per, oneIVIvar, @"age");
0、动态添加方法
class_addMethod([person class]：Class cls 类型, @selector(eat)：待调用的方法名称, (IMP)myAddingFunction：(IMP)myAddingFunction，IMP是一个函数指针，这里表示指定具体实现方法myAddingFunction, 0：0代表没有参数);
0、获得某个类的类方法
Method class_getClassMethod(Class cls , SEL name)
0、获得成员变量的名字
const char *ivar_getName(Ivar v);
0、将某个值跟某个对象关联起来，将某个值存储到某个对象中
void objc_setAssociatedObject(id object：表示关联者，是一个对象，变量名理所当然也是object , const void *key：获取被关联者的索引key ,id value ：被关联者 ,objc_AssociationPolicy policy：关联时采用的协议，有assign，retain，copy等协议，一般使用OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
0、利用参数key 将对象object中存储的对应值取出来
id objc_getAssociatedObject(id object , const void *key)
*/method swizzling（俗称黑魔法）
- 简单说就是进行方法交换
- 在
Objective-C中调用一个方法，其实是向一个对象发送消息，查找消息的唯一依据是selector的名字。利用Objective-C的动态特性，可以实现在运行时偷换selector对应的方法实现，达到给方法挂钩的目的 - 每个类都有一个方法列表，存放着方法的名字和方法实现的映射关系，
selector的本质其实就是方法名，IMP有点类似函数指针，指向具体的Method实现，通过selector就可以找到对应的IMP。
- 交换方法的几种实现方式
- 利用
method_exchangeImplementations交换两个方法的实现 - 利用
class_replaceMethod替换方法的实现 - 利用
method_setImplementation来直接设置某个方法的IMP。
- 利用
这里可以参考简友这篇：Runtime Method Swizzling开发实例汇总
一道面试题的注解
下面的代码输出什么?
@implementation Son : NSObject
- (id)init
{
self = [super init];
if (self) {
NSLog(@"%@", NSStringFromClass([self class]));
NSLog(@"%@", NSStringFromClass([super class]));
}
return self;
}
@end先思考一下，会打印出来什么?
答案：都输出 Son
class获取当前方法的调用者的类，superClass获取当前方法的调用者的父类，super仅仅是一个编译指示器，就是给编译器看的，不是一个指针。- 本质：只要编译器看到
super这个标志，就会让当前对象去调用父类方法，本质还是当前对象在调用
这个题目主要是考察关于objc中对 self 和 super 的理解：
self是类的隐藏参数，指向当前调用方法的这个类的实例。而super本质是一个编译器标示符，和self是指向的同一个消息接受者当使用
self调用方法时，会从当前类的方法列表中开始找，如果没有，就从父类中再找；而当使用
super时，则从父类的方法列表中开始找。然后调用父类的这个方法调用
[self class]时，会转化成objc_msgSend函数
id objc_msgSend(id self, SEL op, ...)
- 调用 `[super class]`时，会转化成 `objc_msgSendSuper` 函数.
id objc_msgSendSuper(struct objc_super *super, SEL op, ...)
第一个参数是 objc_super 这样一个结构体，其定义如下
struct objc_super {
__unsafe_unretained id receiver;
__unsafe_unretained Class super_class;
};
第一个成员是 receiver, 类似于上面的 objc_msgSend函数第一个参数self
第二个成员是记录当前类的父类是什么，告诉程序从父类中开始找方法，找到方法后，最后内部是使用 objc_msgSend(objc_super->receiver, @selector(class))去调用， 此时已经和[self class]调用相同了，故上述输出结果仍然返回 Son
objc Runtime 开源代码对- (Class)class方法的实现
-(Class)class { return object_getClass(self);
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Runtime & Runloop 常面问题整理（附答案）
同一个面试问题并非只有一个答案，而同一个答案并不是在任何面试场合都有效，关键在于应聘者掌握了规律后，对面试的具体情况进行把握，有意识地揣摩面试官提出问题的心理 (真实问答)，要 get 的到问的点，然后答其所问，算是“ 投其所好 ”吧。
摘录：
http://www.jianshu.com/p/56e40ea56813
http://www.jianshu.com/p/f9eb6b315c08
Runtime
| 01 / objc在向一个对象发送消息时，发生了什么？ |
| 参考1：根据对象的 isa 指针找到类对象 id，在查询类对象里面的 methodLists 方法函数列表，如果没有在好到，在沿着 superClass ,寻找父类，再在父类 methodLists 方法列表里面查询，最终找到 SEL ,根据 id 和 SEL 确认 IMP（指针函数）,在发送消息； |
| 02 / 问题：什么时候会报unrecognized selector错误？ios有哪些机制来避免走到这一步？ |
参考1：当发送消息的时候，我们会根据类里面的 methodLists 列表去查询我们要动用的SEL，当查询不到的时候，我们会一直沿着父类查询，当最终查询不到的时候我们会报 unrecognized selector 错误，当系统查询不到方法的时候，会调用 +(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel 动态解释的方法来给我一次机会来添加，调用不到的方法。或者我们可以再次使用 -(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector 重定向的方法来告诉系统，该调用什么方法，一来保证不会崩溃。 |
| 03 / 问题：能否向编译后得到的类中增加实例变量？能否向运行时创建的类中添加实例变量？为什么？ |
| 参考1：1、不能向编译后得到的类增加实例变量 2、能向运行时创建的类中添加实例变量。 |
| 分析：1. 编译后的类已经注册在 runtime 中,类结构体中的 objc_ivar_list 实例变量的链表和 instance_size 实例变量的内存大小已经确定，runtime会调用 class_setvarlayout 或 class_setWeaklvarLayout 来处理strong weak 引用.所以不能向存在的类中添加实例变量。2. 运行时创建的类是可以添加实例变量，调用class_addIvar函数. 但是的在调用 objc_allocateClassPair 之后，objc_registerClassPair 之前,原因同上. |
| 04 / 问题：runtime如何实现weak变量的自动置nil？ |
| 参考1：runtime 对注册的类， 会进行布局，对于 weak 对象会放入一个 hash 表中。 用 weak 指向的对象内存地址作为 key，当此对象的引用计数为0的时候会 dealloc，假如 weak 指向的对象内存地址是a，那么就会以a为键， 在这个 weak 表中搜索，找到所有以a为键的 weak 对象，从而设置为 nil。 |
| 05 / 问题：给类添加一个属性后，在类结构体里哪些元素会发生变化？ |
| 参考1：instance_size ：实例的内存大小；objc_ivar_list *ivars:属性列表 |
RunLoop
| 01 / 问题：runloop是来做什么的？runloop和线程有什么关系？主线程默认开启了runloop么？子线程呢？ |
| 参考1：runloop: 从字面意思看：运行循环、跑圈，其实它内部就是do-while循环，在这个循环内部不断地处理各种任务（比如Source、Timer、Observer）事件。runloop和线程的关系：一个线程对应一个RunLoop，主线程的RunLoop默认创建并启动，子线程的RunLoop需手动创建且手动启动（调用run方法）。RunLoop只能选择一个Mode启动，如果当前Mode中没有任何Source(Sources0、Sources1)、Timer，那么就直接退出RunLoop。 |
| 02 / 问题：runloop的mode是用来做什么的？有几种mode？ |
| 参考1：model:是runloop里面的运行模式，不同的模式下的runloop处理的事件和消息有一定的差别。系统默认注册了5个Mode:（1）kCFRunLoopDefaultMode: App的默认 Mode，通常主线程是在这个 Mode 下运行的。（2）UITrackingRunLoopMode: 界面跟踪 Mode，用于 ScrollView 追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其他 Mode 影响。（3）UIInitializationRunLoopMode: 在刚启动 App 时第进入的第一个 Mode，启动完成后就不再使用。（4）GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，通常用不到。（5）kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位的 Mode，没有实际作用。注意iOS 对以上5中model进行了封装 NSDefaultRunLoopMode、NSRunLoopCommonModes |
| 03 / 问题：为什么把NSTimer对象以NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）添加到主运行循环以后，滑动scrollview的时候NSTimer却不动了？ |
| 参考1：nstime对象是在 NSDefaultRunLoopMode下面调用消息的，但是当我们滑动scrollview的时候，NSDefaultRunLoopMode模式就自动切换到UITrackingRunLoopMode模式下面，却不可以继续响应nstime发送的消息。所以如果想在滑动scrollview的情况下面还调用nstime的消息，我们可以把nsrunloop的模式更改为NSRunLoopCommonModes. |
| 04 / 问题：苹果是如何实现Autorelease Pool的？ |
| 参考1：Autorelease Pool作用：缓存池，可以避免我们经常写relase的一种方式。其实就是延迟release，将创建的对象，添加到最近的autoreleasePool中，等到autoreleasePool作用域结束的时候，会将里面所有的对象的引用计数器 - autorelease. |
附上写的小样 Demo，重要的部分代码中都有相应的注解和文字打印，运行程序可以很直观的表现
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