Runtime运行时机制

Posted 2020-09-08 大圣ios博客

### 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(该方法如果参数不提示需要在Build Setting下搜索msg，设置为NO)

    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

* 

 

####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];

    // 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

```

 

* 交换原理：

* 交换之前：


 

 

* 交换之后：


 

 

 

####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];

    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.

    

    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, "[email protected]:");

        

    }

    

    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];

    // 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

 

 

```

 

 

####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];

    // 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

 

 

```