iOS 开发-- Runtime 1小时入门教程

1小时让你知道什么是Objective-C Runtime，并对它有一定的基本了解，可以在开发过程中运用自如。

三、Objective-C Runtime到底是什么东西？

简而言之，Objective-C Runtime是一个将C语言转化为面向对象语言的扩展。
我们将C++和Objective进行对比，虽然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，但二者实现
的机制差异很大。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。
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四、Objective-C的元素认知

4.1 id和Class

打开/Public Headers/objc.h文件可以看到如下定义：

#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，而id是一个指向objc_object结构体的指针，其中的isa是一个指向objc_class结构体的指针。其中的id就是我们所说的对象，Class就是我们所说的类。

打开/Public Headers/runtime.h文件
objc_class的定义如下：

typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
 Class isa                                 OBJC_ISA_AVAILABILITY; // metaclass
#if !__OBJC2__
 Class super_class                         OBJC2_UNAVAILABLE; // 父类
 const char *name                          OBJC2_UNAVAILABLE; // 类名
 long version                              OBJC2_UNAVAILABLE; // 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
 long info                                 OBJC2_UNAVAILABLE; // 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;
 long instance_size                        OBJC2_UNAVAILABLE; // 该类的实例变量大小（包括从父类继承下来的实例变量）
 struct objc_ivar_list *ivars              OBJC2_UNAVAILABLE; // 该类的成员变量地址列表
 struct objc_method_list **methodLists     OBJC2_UNAVAILABLE; // 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;
 struct objc_cache *cache                  OBJC2_UNAVAILABLE; // 缓存最近使用的方法地址，用于提升效率；
 struct objc_protocol_list *protocols      OBJC2_UNAVAILABLE; // 存储该类声明遵守的协议的列表
#endif
}
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */

由以上代码可见，类与对象的区别就是类比对象多了很多特征成员，类也可以当做一个objc_object来对待，也就是说类和对象都是对象，分别称作类对象（class object）和实例对象（instance object），这样我们就可以区别对象和类了。

isa：objc_object（实例对象）中isa指针指向的类结构称为class（也就是该对象所属的类）其中存放着普通成员变量与动态方法 （“-”开头的方法）；此处isa指针指向的类结构称为metaclass，其中存放着static类型的成员变量与static类型的方法（“+”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。

类与对象的继承层次关系如图（图片源自网络）：

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。

4.2 SEL

SEL是selector在Objective-C中的表示类型。selector可以理解为区别方法的ID。

typedef struct objc_selector *SEL;

objc_selector的定义如下：

struct objc_selector {
    char *name;                       OBJC2_UNAVAILABLE;// 名称
    char *types;                      OBJC2_UNAVAILABLE;// 类型
};

name和types都是char类型。

4.3 IMP

终于到IMP了，它在objc.h中得定义如下：

typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);

IMP是“implementation”的缩写，它是由编译器生成的一个函数指针。当你发起一个消息后（下文介绍），这个函数指针决定了最终执行哪段代码。

4.4 Method

Method代表类中的某个方法的类型。

typedef struct objc_method *Method;

objc_method的定义如下：

struct objc_method {
    SEL method_name                   OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法名
    char *method_types                OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法类型
    IMP method_imp                    OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法实现
}

方法名method_name类型为SEL，上文提到过。
方法类型method_types是一个char指针，存储着方法的参数类型和返回值类型。
方法实现method_imp的类型为IMP，上文提到过。

4.5 Ivar

Ivar代表类中实例变量的类型

typedef struct objc_ivar *Ivar;

objc_ivar的定义如下：

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
}

4.6 objc_property_t

objc_property_t是属性，它的定义如下：

typedef struct objc_property *objc_property_t;

objc_property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 {
    const char *name; // 名称
    const char *value;  // 值（通常是空的）
} objc_property_attribute_t;

4.7 Cache

Catch的定义如下：

typedef struct objc_cache *Cache

objc_cache的定义如下：

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（下文讲解）每调用一次方法后，就会把该方法缓存到cache列表中，下次的时候，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。

4.8 Catagory

这个就是我们平时所说的类别了，很熟悉吧。它可以动态的为已存在的类添加新的方法。
它的定义如下：

typedef struct objc_category *Category;

objc_category的定义如下：

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
}

因为是入门，以上就列举这些吧！

五、Objective-C的消息传递

5.1 基本消息传递

在面向对象编程中，对象调用方法叫做发送消息。在编译时，程序的源代码就会从对象发送消息转换成Runtime的objc_msgSend函数调用。
例如某实例变量receiver实现某一个方法oneMethod

[receiver oneMethod];

Runtime会将其转成类似这样的代码

objc_msgSend(receiver, selector);

具体会转换成什么代码呢？
Runtime会根据类型自动转换成下列某一个函数：
objc_msgSend:普通的消息都会通过该函数发送
objc_msgSend_stret:消息中有数据结构作为返回值（不是简单值）时，通过此函数发送和接收返回值
objc_msgSendSuper:和objc_msgSend类似，这里把消息发送给父类的实例
objc_msgSendSuper_stret:和objc_msgSend_stret类似，这里把消息发送给父类的实例并接收返回值
当消息被发送到实例对象时，是如图所示处理的（图片源自网络）：

objc_msgSend函数的调用过程：

  • 第一步：检测这个selector是不是要忽略的。
  • 第二步：检测这个target是不是nil对象。nil对象发送任何一个消息都会被忽略掉。
  • 第三步：
    1.调用实例方法时，它会首先在自身isa指针指向的类（class）methodLists中查找该方法，如果找不到则会通过class的
    super_class指针找到父类的类对象结构体，然后从methodLists中查找该方法，如果仍然找不到，则继续通过super_class向上
    一级父类结构体中查找，直至根class；
    2.当我们调用某个某个类方法时，它会首先通过自己的isa指针找到metaclass，并从其中methodLists中查找该类方法，如果找不到则会
    通过metaclass的super_class指针找到父类的metaclass对象结构体，然后从methodLists中查找该方法，如果仍然找不
    到，则继续通过super_class向上一级父类结构体中查找，直至根metaclass；
  • 第四部：前三部都找不到就会进入动态方法解析(看下文)。

5.2 消息动态解析

动态解析流程图（图片来自网络）：

请参照图片品味以下步骤（实例请看下文《6.6 苍老师的唱歌篇》）：

  • 第一步：通过resolveInstanceMethod：方法决定是否动态添加方法。如果返回Yes则通过class_addMethod动态添加方法，消息得到处理，结束；如果返回No，则进入下一步；
  • 第二步：这步会进入forwardingTargetForSelector:方法，用于指定备选对象响应这个selector，不能指定为self。如果返回某个对象则会调用对象的方法，结束。如果返回nil，则进入第三部；
  • 第三部：这步我们要通过methodSignatureForSelector:方法签名，如果返回nil，则消息无法处理。如果返回methodSignature，则进入下一步；
  • 第四部：这步调用forwardInvocation：方法，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，如果方法调用成功，则结束。如果失败，则进入doesNotRecognizeSelector方法，若我们没有实现这个方法，那么就会
    crash。

到这里大家可能晕乎乎的，下面看实战篇吧！苍老师必须让你懂！

六、Runtime实战

请大家放心，以下所有实战篇，在最后都会分享Demo给大家！

6.1 苍老师问好篇

苍老师见到我们广大的粉丝们，第一反应当然是：大家好！

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

// 自定义一个方法
void sayFunction(id self, SEL _cmd, id some) {
    NSLog(@"%@岁的%@说：%@", object_getIvar(self, class_getInstanceVariable([self class], "_age")),[self valueForKey:@"name"],some);
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        // 动态创建对象 创建一个Person 继承自 NSObject类
        Class People = objc_allocateClassPair([NSObject class], "Person", 0);

        // 为该类添加NSString *_name成员变量
        class_addIvar(People, "_name", sizeof(NSString*), log2(sizeof(NSString*)), @encode(NSString*));
        // 为该类添加int _age成员变量
        class_addIvar(People, "_age", sizeof(int), sizeof(int), @encode(int));

        // 注册方法名为say的方法
        SEL s = sel_registerName("say:");
        // 为该类增加名为say的方法
        class_addMethod(People, s, (IMP)sayFunction, "[email protected]:@");

        // 注册该类
        objc_registerClassPair(People);

        // 创建一个类的实例
        id peopleInstance = [[People alloc] init];

        // KVC 动态改变 对象peopleInstance 中的实例变量
        [peopleInstance setValue:@"苍老师" forKey:@"name"];

        // 从类中获取成员变量Ivar
        Ivar ageIvar = class_getInstanceVariable(People, "_age");
        // 为peopleInstance的成员变量赋值
        object_setIvar(peopleInstance, ageIvar, @18);

        // 调用 peopleInstance 对象中的 s 方法选择器对于的方法
        // objc_msgSend(peopleInstance, s, @"大家好!"); // 这样写也可以，请看我博客说明
        ((void (*)(id, SEL, id))objc_msgSend)(peopleInstance, s, @"大家好");

        peopleInstance = nil; //当People类或者它的子类的实例还存在，则不能调用objc_disposeClassPair这个方法；因此这里要先销毁实例对象后才能销毁类；

        // 销毁类
        objc_disposeClassPair(People);

    }
    return 0;
}

最后的结果是：18岁的苍老师说：大家好！
在使用

objc_msgSend(peopleInstance, s, @"大家好!");

默认会出现以下错误：
objc_msgSend()报错Too many arguments to function call ,expected 0,have3
直接通过objc_msgSend(self, setter, value)是报错，说参数过多。
请这样解决：
Build Setting–> Apple LLVM 7.0 – Preprocessing–> Enable Strict Checking of objc_msgSend Calls 改为 NO
当然你也可以这样写(推荐)：

((void (*)(id, SEL, id))objc_msgSend)(peopleInstance, s, @"大家好");

强制转换objc_msgSend函数类型为带三个参数且返回值为void函数，然后才能传三个参数。
此实战内容是，动态创建一个类，并创建成员变量和方法，最后赋值成员变量并发送消息。其中成员变量的赋值使用了KVC和object_setIvar函数两种方式，这些东西大家举一反三就可以了。

Demo传送门->6.1苍老师问好篇Demo

6.2 苍老师的特征篇

苍老师在大家心目中应该有很多特征吧，下面我们通过代码来获取苍老师的特征。
People.h文件

@interface People : NSObject
{
    NSString *_occupation;
    NSString *_nationality;
}

@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic) NSUInteger age;

- (NSDictionary *)allProperties;
- (NSDictionary *)allIvars;
- (NSDictionary *)allMethods;

@end

People.m文件

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

@implementation People

- (NSDictionary *)allProperties
{
    unsigned int count = 0;

    // 获取类的所有属性，如果没有属性count就为0
    objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([self class], &count);
    NSMutableDictionary *resultDict = [@{} mutableCopy];

    for (NSUInteger i = 0; i < count; i ++) {

        // 获取属性的名称和值
        const char *propertyName = property_getName(properties[i]);
        NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:propertyName];
        id propertyValue = [self valueForKey:name];

        if (propertyValue) {
            resultDict[name] = propertyValue;
        } else {
            resultDict[name] = @"字典的key对应的value不能为nil哦！";
        }
    }

    // 这里properties是一个数组指针，我们需要使用free函数来释放内存。
    free(properties);

    return resultDict;
}

- (NSDictionary *)allIvars
{
    unsigned int count = 0;

    NSMutableDictionary *resultDict = [@{} mutableCopy];

    Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count);

    for (NSUInteger i = 0; i < count; i ++) {

        const char *varName = ivar_getName(ivars[i]);
        NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:varName];
        id varValue = [self valueForKey:name];

        if (varValue) {
            resultDict[name] = varValue;
        } else {
            resultDict[name] = @"字典的key对应的value不能为nil哦！";
        }

    }

    free(ivars);

    return resultDict;
}

- (NSDictionary *)allMethods
{
    unsigned int count = 0;

    NSMutableDictionary *resultDict = [@{} mutableCopy];

    // 获取类的所有方法，如果没有方法count就为0
    Method *methods = class_copyMethodList([self class], &count);

    for (NSUInteger i = 0; i < count; i ++) {

        // 获取方法名称
        SEL methodSEL = method_getName(methods[i]);
        const char *methodName = sel_getName(methodSEL);
        NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:methodName];

        // 获取方法的参数列表
        int arguments = method_getNumberOfArguments(methods[i]);

        resultDict[name] = @(arguments-2);
    }

    free(methods);

    return resultDict;
}

@end

在main.m中运行以下代码

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        People *cangTeacher = [[People alloc] init];
        cangTeacher.name = @"苍井空";
        cangTeacher.age = 18;
        [cangTeacher setValue:@"老师" forKey:@"occupation"];

        NSDictionary *propertyResultDic = [cangTeacher allProperties];
        for (NSString *propertyName in propertyResultDic.allKeys) {
            NSLog(@"propertyName:%@, propertyValue:%@",propertyName, propertyResultDic[propertyName]);
        }

        NSDictionary *ivarResultDic = [cangTeacher allIvars];
        for (NSString *ivarName in ivarResultDic.allKeys) {
            NSLog(@"ivarName:%@, ivarValue:%@",ivarName, ivarResultDic[ivarName]);
        }

        NSDictionary *methodResultDic = [cangTeacher allMethods];
        for (NSString *methodName in methodResultDic.allKeys) {
            NSLog(@"methodName:%@, argumentsCount:%@", methodName, methodResultDic[methodName]);
        }

    }
    return 0;
}

最后的输出结果如下：

是不是有点失望，我没有加一些特殊的技能，留给下文了。此实战内容是通过苍老师的一些特征学习：如何获取对象所有的属性名称和属性值、获取对象所有成员变量名称和变量值、获取对象所有的方法名和方法参数数量。

Demo传送门->6.2苍老师的特征篇Demo

6.3 苍老师增加新技能篇

苍老师要通过Category和Associated Objects增加技能了，快看！
创建People+Associated.h文件如下：

#import "People.h"

typedef void (^CodingCallBack)();

@interface People (Associated)

@property (nonatomic, strong) NSNumber *associatedBust; // 胸围
@property (nonatomic, copy) CodingCallBack associatedCallBack;  // 写代码

@end

People+Associated.m如下:

#import "People+Associated.h"

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

@implementation People (Associated)

- (void)setAssociatedBust:(NSNumber *)bust
{
    // 设置关联对象
    objc_setAssociatedObject(self, @selector(associatedBust), bust, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
- (NSNumber *)associatedBust
{
    // 得到关联对象
    return objc_getAssociatedObject(self, @selector(associatedBust));
}

- (void)setAssociatedCallBack:(CodingCallBack)callback {
    objc_setAssociatedObject(self, @selector(associatedCallBack), callback, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}

- (CodingCallBack)associatedCallBack {
    return objc_getAssociatedObject(self, @selector(associatedCallBack));
}

@end

在main.m中运行以下代码

#import "People.h"
#import "People+Associated.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        People *cangTeacher = [[People alloc] init];
        cangTeacher.name = @"苍井空";
        cangTeacher.age = 18;
        [cangTeacher setValue:@"老师" forKey:@"occupation"];
        cangTeacher.associatedBust = @(90);
        cangTeacher.associatedCallBack = ^(){

            NSLog(@"苍老师要写代码了！");

        };
        cangTeacher.associatedCallBack();

        NSDictionary *propertyResultDic = [cangTeacher allProperties];
        for (NSString *propertyName in propertyResultDic.allKeys) {
            NSLog(@"propertyName:%@, propertyValue:%@",propertyName, propertyResultDic[propertyName]);
        }

        NSDictionary *methodResultDic = [cangTeacher allMethods];
        for (NSString *methodName in methodResultDic.allKeys) {
            NSLog(@"methodName:%@, argumentsCount:%@", methodName, methodResultDic[methodName]);
        }

    }
    return 0;
}

这次运行结果多出了一个associatedBust（胸围）和一个associatedCallBack（写代码）属性。
如图：

我们成功的给苍老师添加个一个胸围的属性和一个写代码的回调，但是添加属性没有什么意义，我们平时在开发过成功中用的比较多的就是添加回调了。

Demo传送门->6.3苍老师增加新技能篇Demo

6.4 苍老师的资料归档篇

苍老师的资料总要整理一下吧！
创建People.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface People : NSObject <NSCoding>

@property (nonatomic, copy) NSString *name; // 姓名
@property (nonatomic, strong) NSNumber *age; // 年龄
@property (nonatomic, copy) NSString *occupation; // 职业
@property (nonatomic, copy) NSString *nationality; // 国籍

@end

People.m

#import "People.h"

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

@implementation People

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
    unsigned int count = 0;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList([People class], &count);
    for (NSUInteger 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];
        [aCoder encodeObject:value forKey:key];
    }
    free(ivars);
}

- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
    self = [super init];
    if (self) {
        unsigned int count = 0;
        Ivar *ivars = class_copyIvarList([People class], &count);
        for (NSUInteger i = 0; i < count; i ++) {
            Ivar ivar = ivars[i];
            const char *name = ivar_getName(ivar);
            NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
            id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key];
            [self setValue:value forKey:key];
        }
        free(ivars);
    }
    return self;
}

@end

Demo传送门->6.4苍老师的资料归档篇Demo

6.5 苍老师的资料转换篇

服务器返回了大量苍老师的数据，手机端这边接收后如何去转换呢？当然是要将JSON转换为Model啦！
相信平时你们的项目中也用到过这些三方库，下面我们去了解下runtime实现JSON和Model互转。
创建People.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface People : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *name; // 姓名
@property (nonatomic, strong) NSNumber *age; // 年龄
@property (nonatomic, copy) NSString *occupation; // 职业
@property (nonatomic, copy) NSString *nationality; // 国籍

// 生成model
- (instancetype)initWithDictionary:(NSDictionary *)dictionary;

// 转换成字典
- (NSDictionary *)covertToDictionary;

@end

People.m的代码如下：

#import "People.h"

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

@implementation People

- (instancetype)initWithDictionary:(NSDictionary *)dictionary
{
    self = [super init];

    if (self) {
        for (NSString *key in dictionary.allKeys) {
            id value = dictionary[key];

            SEL setter = [self propertySetterByKey:key];
            if (setter) {
                // 这里还可以使用NSInvocation或者method_invoke，不再继续深究了，有兴趣google。
                ((void (*)(id, SEL, id))objc_msgSend)(self, setter, value);
            }
        }
    }
    return self;
}

- (NSDictionary *)covertToDictionary
{
    unsigned int count = 0;
    objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([self class], &count);

    if (count != 0) {
        NSMutableDictionary *resultDict = [@{} mutableCopy];

        for (NSUInteger i = 0; i < count; i ++) {
            const void *propertyName = property_getName(properties[i]);
            NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:propertyName];

            SEL getter = [self propertyGetterByKey:name];
            if (getter) {
                id value = ((id (*)(id, SEL))objc_msgSend)(self, getter);
                if (value) {
                    resultDict[name] = value;
                } else {
                    resultDict[name] = @"字典的key对应的value不能为nil哦！";
                }

            }
        }

        free(properties);

        return resultDict;
    }

    free(properties);

    return nil;
}

#pragma mark - private methods

// 生成setter方法
- (SEL)propertySetterByKey:(NSString *)key
{
    // 首字母大写，你懂得
    NSString *propertySetterName = [NSString stringWithFormat:@"set%@:", key.capitalizedString];

    SEL setter = NSSelectorFromString(propertySetterName);
    if ([self respondsToSelector:setter]) {
        return setter;
    }
    return nil;
}

// 生成getter方法
- (SEL)propertyGetterByKey:(NSString *)key
{
    SEL getter = NSSelectorFromString(key);
    if ([self respondsToSelector:getter]) {
        return getter;
    }
    return nil;
}

@end

main.m中运行以下代码：

#import <Foundation/Foundation.h>

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

#import "People.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        NSDictionary *dict = @{
                               @"name" : @"苍井空",
                               @"age"  : @18,
                               @"occupation" : @"老师",
                               @"nationality" : @"日本"
                               };

        // 字典转模型
        People *cangTeacher = [[People alloc] initWithDictionary:dict];
        NSLog(@"热烈欢迎，从%@远道而来的%@岁的%@%@",cangTeacher.nationality,cangTeacher.age,cangTeacher.name,cangTeacher.occupation);

        // 模型转字典
        NSDictionary *covertedDict = [cangTeacher covertToDictionary];
        NSLog(@"%@",covertedDict);

    }
    return 0;
}

最后输出内容如下：

相信通过前面的学习，这些代码不用写过多的注释你也可以看懂了，我把假设是网络返回的苍老师的资料转化为了model，然后又将model转回字典。这是一个JSON转Model相互转换的一个思路，大家稍后运行Demo细细品味。

Demo传送门->6.5苍老师的资料转换篇Demo

6.6 苍老师的唱歌篇

这个实例主要是验证一下上文《5.2 消息动态解析》

第一首：

添加sing实例方法，但是不提供方法的实现。验证当找不到方法的实现时，动态添加方法。
创建People.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface People : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *name;

- (void)sing;

@end

创建People.m

#import "People.h"

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

@implementation People

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    // 我们没有给People类声明sing方法，我们这里动态添加方法
    if ([NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"sing"]) {
        class_addMethod(self, sel, (IMP)otherSing, "[email protected]:");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

void otherSing(id self, SEL cmd)
{
    NSLog(@"%@ 唱歌啦！",((People *)self).name);
}

在main.m中运行以下代码：

#import <Foundation/Foundation.h>

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

#import "People.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        People *cangTeacher = [[People alloc] init];
        cangTeacher.name = @"苍老师";
        [cangTeacher sing];

    }
    return 0;
}

结果如下：

我们没有提供苍老师唱歌的方法实现，因此在调用此方法的时候，会调用resolveInstanceMethod方法，我们动态添加了方法。我们也可以返回No，继续向下传递。（此处请返回《5.2 消息动态解析》第一步品味下）

Demo传送门->6.6苍老师唱歌篇(第一首)Demo

第二首

外面的小鸟在唱歌，但是苍老师的歌声盖过了小鸟，我们只能听到苍老师唱歌了。
这里我们不声明sing方法，将调用途中动态更换调用对象。
在第一首代码的基础上，创建Bird的model
Bird.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Bird : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *name;

@end

Bird.m

#import "Bird.h"
#import "People.h"

@implementation Bird

// 第一步：我们不动态添加方法，返回NO，进入第二步；
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    return NO;
}

// 第二部：我们不指定备选对象响应aSelector，进入第三步；
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
    return nil;
}

// 第三步：返回方法选择器，然后进入第四部；
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
    if ([NSStringFromSelector(aSelector) isEqualToString:@"sing"]) {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"[email protected]:"];
    }

    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

// 第四部：这步我们修改调用对象
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
    // 我们改变调用对象为People
    People *cangTeacher = [[People alloc] init];
    cangTeacher.name = @"苍老师";
    [anInvocation invokeWithTarget:cangTeacher];
}

@end

main.m运行代码如下：

#import <Foundation/Foundation.h>

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

#import "People.h"
#import "Bird.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        Bird *bird = [[Bird alloc] init];
        bird.name = @"小小鸟";

        ((void (*)(id, SEL))objc_msgSend)((id)bird, @selector(sing));
    }
    return 0;
}

运行结果如下：

成功更换了对象，把对象更换为苍老师了。（此处请返回《5.2 消息动态解析》品味）

Demo传送门->6.6苍老师唱歌篇(第二首)Demo

第三首

苍老师不想唱歌想跳舞了。
这里我是实现不提供声明，不修改调用对象，但是将sing方法修改为dance方法。
创建People.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface People : NSObject

@end

People.m

#import "People.h"

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

@implementation People

// 第一步：我们不动态添加方法，返回NO，进入第二步；
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    return NO;
}

// 第二部：我们不指定备选对象响应aSelector，进入第三步；
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
    return nil;
}

// 第三步：返回方法选择器，然后进入第四部；
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
    if ([NSStringFromSelector(aSelector) isEqualToString:@"sing"]) {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"[email protected]:"];
    }

    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

// 第四部：这步我们修改调用方法
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
    [anInvocation setSelector:@selector(dance)];
    // 这还要指定是哪个对象的方法
    [anInvocation invokeWithTarget:self];
}

// 若forwardInvocation没有实现，则会调用此方法
- (void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector
{
    NSLog(@"消息无法处理：%@", NSStringFromSelector(aSelector));
}

- (void)dance
{
    NSLog(@"跳舞！！！come on！");
}

@end

在main.m中运行如下代码：

#import <Foundation/Foundation.h>

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
#import <objc/objc-runtime.h>
#else
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#endif

#import "People.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        People *cangTeacher = [[People alloc] init];

        ((void(*)(id, SEL)) objc_msgSend)((id)cangTeacher, @selector(sing));

    }
    return 0;
}

结果如图：

成功更换了方法，苍老师由唱歌改为跳舞了（此处请返回《5.2 消息动态解析》品味）

Demo传送门->6.6苍老师唱歌篇(第三首)Demo

总结

好吧，我承认我骗了你，当你读到这里你肯定花了不止1小时。都是我的错，不是因为你笨，之所以说1小时是为了让你有信心，有耐心继续下去。读到这里 恭喜你已经在iOS开发的道路上又向前了一步！同时我也要感谢以下参考文献以及文章，是他们让我更好的理解了runtime，再次表示感谢！这篇文章断断 续续写了将近一周的时间，您可以读到这里就是对我最大的鼓励，谢谢！

Demo传送门->所有的Demo打包下载

本文参考文献以及文章：

Objective-C Runtime Reference
Object Model
初识Objective-C Runtime
Objective-C Runtime
Objective-C Runtime 运行时之一：类与对象
Runtime Message Forwarding
runtime模型与字典互转
iOS开发之深入探讨runtime机制
Objective-C runtime之消息（二）
Objective-C runtime之消息转发机制（三）
《编写高质量代码：改善Objective-C程序的61个建议》
《正则表达式30分钟入门教程》（参考写作方式）

原文

时间： 2024-11-05 22:56:47

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