Objective C运行时(runtime)技术总结,好强大的runtime

前言:

         Objective C的runtime技术功能非常强大,能够在运行时获取并修改类的各种信息,包括获取方法列表、属性列表、变量列表,修改方法、属性,增加方法,属性等等,本文对相关的几个要点做了一个小结。

目录:

(1)使用class_replaceMethod/class_addMethod函数在运行时对函数进行动态替换或增加新函数

(2)重载forwardingTargetForSelector,将无法处理的selector转发给其他对象

(3)重载resolveInstanceMethod,从而在无法处理某个selector时,动态添加一个selector

(4)使用class_copyPropertyList及property_getName获取类的属性列表及每个属性的名称

(5) 使用class_copyMethodList获取类的所有方法列表

(6) 总结

(1)在运行时对函数进行动态替换 : class_replaceMethod

使用该函数可以在运行时动态替换某个类的函数实现,这样做有什么用呢?最起码,可以实现类似windows上hook效果,即截获系统类的某个实例函数,然后塞一些自己的东西进去,比如打个log什么的。

示例代码:

IMP orginIMP;
NSString * MyUppercaseString(id SELF, SEL _cmd)
{
    NSLog(@"begin uppercaseString");
    NSString *str = orginIMP (SELF, _cmd);(3)
    NSLog(@"end uppercaseString");
    return str;
}
-(void)testReplaceMethod
{
      Class strcls = [NSString class];
      SEL  oriUppercaseString = @selector(uppercaseString);
      orginIMP = [NSStringinstanceMethodForSelector:oriUppercaseString];  (1)
      IMP imp2 = class_replaceMethod(strcls,oriUppercaseString,(IMP)MyUppercaseString,NULL);(2)
      NSString *s = "hello world";
      NSLog(@"%@",[s uppercaseString]];
} 

执行结果为:

begin uppercaseString

end uppercaseString

HELLO WORLD

这段代码的作用就是

(1)得到uppercaseString这个函数的函数指针存到变量orginIMP中

(2)将NSString类中的uppercaseString函数的实现替换为自己定义的MyUppercaseString

(3) 在MyUppercaseString中,先执行了自己的log代码,然后再调用之前保存的uppercaseString的系统实现,这样就在系统函数 执行之前加入自己的东西,后面每次对NSString调用uppercaseString的时候,都会打印出log来

与class_replaceMethod相仿,class_addMethod可以在运行时为类增加一个函数。

(2)当某个对象不能接受某个selector时,将对该selector的调用转发给另一个对象:- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector

forwardingTargetForSelector是NSObject的函数,用户可以在派生类中对其重载,从而将无法处理的selector转 发给另一个对象。还是以上面的uppercaseString为例,如果用户自己定义的CA类的对象a,没有uppercaseString这样一个实例 函数,那么在不调用respondSelector的情况下,直接执行[a performSelector:@selector"uppercaseString"],那么执行时一定会crash,此时,如果CA实现了 forwardingTargetForSelector函数,并返回一个NSString对象,那么就相对于对该NSString对象执行了 uppercaseString函数,此时就不会crash了。当然实现这个函数的目的并不仅仅是为了程序不crash那么简单,在实现装饰者模式时,也 可以使用该函数进行消息转发。

示例代码:

 @interface CA : NSObject
 -(void)f;

 @end

 @implementation CA

 - (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
 {
     if (aSelector == @selector(uppercaseString))
     {
         return@"hello world";
     }
 }

测试代码:

CA *a = [CA new];

 NSString * s = [a performSelector:@selector(uppercaseString)];

NSLog(@"%@",s);

测试代码的输出为:HELLO WORLD

ps: 这里有个问题,CA类的对象不能接收@selector(uppercaseString),那么如果我在 forwardingTargetForSelector函数中用class_addMethod给CA类增加一个uppercaseString函数, 然后返回self,可行吗?经过试验,这样会crash,此时CA类其实已经有了uppercaseString函数,但是不知道为什么不能调用,如果此 时new一个CA类的对象,并返回,是可以成功的。

(3)当某个对象不能接受某个selector时,向对象所属的类动态添加所需的selector

+ (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL

这个函数与forwardingTargetForSelector类似,都会在对象不能接受某个selector时触发,执行起来略有差别。前者的目 的主要在于给客户一个机会来向该对象添加所需的selector,后者的目的在于允许用户将selector转发给另一个对象。另外触发时机也不完全一 样,该函数是个类函数,在程序刚启动,界面尚未显示出时,就会被调用。

在类不能处理某个selector的情况下,如果类重载了该函数,并使用class_addMethod添加了相应的selector,并返回YES,那么后面forwardingTargetForSelector 就不会被调用,如果在该函数中没有添加相应的selector,那么不管返回什么,后面都会继续调用 forwardingTargetForSelector,如果在forwardingTargetForSelector并未返回能接受该 selector的对象,那么resolveInstanceMethod会再次被触发,这一次,如果仍然不添加selector,程序就会报异常

代码示例一:

 @implementation CA
 void dynamicMethodIMP(id self, SEL _cmd)
 {
      printf("SEL %s did not exist\n",sel_getName(_cmd));
 }

 + (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
 {
     if (aSEL == @selector(t))
     {
         class_addMethod([selfclass], aSEL, (IMP) dynamicMethodIMP, "[email protected]:");
         return YES;
     }
     return [superresolveInstanceMethod:aSEL];
 }

 @end

测试代码:

  CA * ca = [CA new]
  [ca performSelector:@selector(t)]; 

执行结果

SEL t did not exist

示例代码二:

@implementation CA

void dynamicMethodIMP(id self, SEL _cmd)
{
    printf("SEL %s did not exist\n",sel_getName(_cmd));
}

+ (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
    return  YES;
}
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
    if (aSelector == @selector(uppercaseString))
    {
        return @"hello world";
    }
}
测试代码 :

 a = [[CA alloc]init];
 NSLog(@"%@",[a performSelector:@selector(uppercaseString)];

该测试代码的输出为:HELLO WORLD

对于该测试代码,由于a没有uppercaseString函数,因此会触发resolveInstanceMethod,但是由于该函数并没有添加selector,因此运行时发现找不到该函数,会触发

forwardingTargetForSelector 函数,在forwardingTargetForSelector函数中,返回了一个NSString "hello world",因此会由该string来执行uppercaseString函数,最终返回大写的hello world。

示例代码三:
@implementation CA

+ (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
    return  YES;
}
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
    return nil;
}
测试代码:
1  a = [[CA alloc]init];
2  NSLog(@"%@",[a performSelector:@selector(uppercaseString)];

这段代码的执行顺序为:

(1):首先在程序刚执行,AppDelegate都还没有出来时,resolveInstanceMethod就被触发,

(2):等测试代码执行时,forwardingTargetForSelector被调用

(3):由于forwardingTargetForSelector返回了nil,因此运行时还是找不到uppercaseString selector,这时又会触发resolveInstanceMethod,由于还是没有加入selector,于是会crash。

(4) 使用class_copyPropertyList及property_getName获取类的属性列表及每个属性的名称

u_int               count;
objc_property_t*    properties= class_copyPropertyList([UIView class], &count);
for (int i = 0; i < count ; i++)
{
    const char* propertyName = property_getName(properties[i]);
    NSString *strName = [NSString  stringWithCString:propertyName encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSLog(@"%@",strName);
}

以上代码获取了UIView的所有属性并打印属性名称, 输出结果为:
skipsSubviewEnumeration
viewTraversalMark
viewDelegate
monitorsSubtree
backgroundColorSystemColorName
gesturesEnabled
deliversTouchesForGesturesToSuperview
userInteractionEnabled
tag
layer
_boundsWidthVariable
_boundsHeightVariable
_minXVariable
_minYVariable
_internalConstraints
_dependentConstraints
_constraintsExceptingSubviewAutoresizingConstraints
_shouldArchiveUIAppearanceTags

(5) 使用class_copyMethodList获取类的所有方法列表

获取到的数据是一个Method数组,Method数据结构中包含了函数的名称、参数、返回值等信息,以下代码以获取名称为例:

u_int               count;
Method*    methods= class_copyMethodList([UIView class], &count);
for (int i = 0; i < count ; i++)
{
    SEL name = method_getName(methods[i]);
    NSString *strName = [NSString  stringWithCString:sel_getName(name) encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSLog(@"%@",strName);
}

代码执行后将输出UIView所有函数的名称,具体结果略。
其他一些相关函数:

1.SEL method_getName(Method m) 由Method得到SEL
2.IMP method_getImplementation(Method m)  由Method得到IMP函数指针
3.const char *method_getTypeEncoding(Method m)  由Method得到类型编码信息
4.unsigned int method_getNumberOfArguments(Method m)获取参数个数
5.char *method_copyReturnType(Method m)  得到返回值类型名称
6.IMP method_setImplementation(Method m, IMP imp)  为该方法设置一个新的实现

(6)总结

总而言之,使用runtime技术能做些什么事情呢?

可以在运行时,在不继承也不category的情况下,为各种类(包括系统的类)做很多操作,具体包括:

1.   增加

增加函数:class_addMethod
增加实例变量:class_addIvar
增加属性:@dynamic标签,或者class_addMethod,因为属性其实就是由getter和setter函数组成
增加Protocol:class_addProtocol (说实话我真不知道动态增加一个protocol有什么用,-_-!!)

2。  获取  

获取函数列表及每个函数的信息(函数指针、函数名等等):class_getClassMethod method_getName ...
获取属性列表及每个属性的信息:class_copyPropertyList property_getName
获取类本身的信息,如类名等:class_getName class_getInstanceSize
获取变量列表及变量信息:class_copyIvarList
获取变量的值

3.    替换

将实例替换成另一个类:object_setClass
将函数替换成一个函数实现:class_replaceMethod
直接通过char *格式的名称来修改变量的值,而不是通过变量

时间: 2024-10-08 21:18:41

Objective C运行时(runtime)技术总结,好强大的runtime的相关文章

运行时验证技术

选用了轻量级的Jetty技术,运行在Java 6上; 支持大多数常用的Java API,但不支持一些比较高阶的API和框架,包括JDBC,JSF,Struts 2,RMI,JAX-RPC和Hibernate ... 文章过长,原文地址https://www.slidestalk.com/s/6fkuhv 原文地址:http://blog.51cto.com/13992122/2300120

运行时设计(Design at Run-time)

1.定义 传统软件开发必须经历“设计时”和“运行时”两个阶段,运行时设计,顾名思义,就是在软件运行过程中,对软件进行实时设计修改,而无需再次进行编译,用户即可使用. “运行时设计(Design at Run-time)”,就是软件在用户使用过程中,可以通过设计器修改界面.功能.甚至对整个页面进行重新定义,保存发布后用户即可使用,而不需经过传统软件漫长的版本发布周期,也与传统快速开发平台功能更新后需要重启服务器,重启客户端等任何重置性操作有本质区别,整个软件修改后,无需编译,发布等过程,而直接保存

Java运行时环境---内存划分

背景:听说Java运行时环境的内存划分是挺进BAT的必经之路. 内存划分: Java程序内存的划分是交由JVM执行的,而不像C语言那样需要程序员自己买单(C语言需要程序员为每一个new操作去配对delete/free代码),放权给JVM虚拟机处理有利也有弊,好处是不容易出现内存泄漏和内存溢出问题,坏处就是自己的屁股不能自己擦,万一有一天JVM罢工不释放了,还是自个忘了释放,So了解虚拟机容易引起内存泄漏和溢出的场景对Java程序员来说还是必不可少的.[内存泄漏:Out Of Memmory,系统

Runtime-iOS运行时基础篇

转自:https://www.jianshu.com/p/d4b55dae9a0d 本文主要整理了Runtime的相关知识.对于一个iOS开发者来说,掌握Runtime的重要性早已不言而喻.OC能够作为一门优秀的动态特性语言,在其背后默默工作着的就是Runtime.在网上也看过很多资料,最终我还是希望在一些关键的知识点上能够融入自己的理解,从简单的问题出发,一步一步理解和学以致用. iOS运行时Runtime.png 相关文章:iOS运行时Runtime应用 目录: 一.怎么理解OC是动态语言,

iOS Objective -C Runtime 运行时之一: 类与对象

// --------------------------------------------------- 参考:南峰子的技术博客 http://southpeak.github.io //---------------------------------------------------- OC语言是一门动态语言,它将很多静态语言在编译和链接时期做的事放到了运行时来处理.这种动态语言的优势在于:我们编写代码时更具灵活性,如我们可以把消息转发给我们想要的对象,或者随意交换一个方法的实现等.

Objective-O Runtime 运行时初体验

Objective-C语言是一门动态语言,它将很多静态语言在编译和链接时期做的事放到了运行时来处理.这种动态语言的优势在于:我们写代码时更具灵活性,如我们可以把消息转发给我们想要的对象,或者随意交换一个方法的实现等. 这种特性意味着Objective-C不仅需要一个编译器,还需要一个运行时系统来执行编译的代码.对于Objective-C来说,这个运行时系统就像一个操作系统一样:它让所有的工作可以正常的运行.这个运行时系统即Objc Runtime.Objc Runtime其实是一个Runtime

iOS开发——高级特性&amp;Runtime运行时特性详解

Runtime运行时特性详解 本文详细整理了 Cocoa 的 Runtime 系统的知识,它使得 Objective-C 如虎添翼,具备了灵活的动态特性,使这门古老的语言焕发生机.主要内容如下: 引言 简介 与Runtime交互 Runtime术语 消息 动态方法解析 消息转发 健壮的实例变量(Non Fragile ivars) Objective-C Associated Objects Method Swizzling 总结 引言 曾经觉得Objc特别方便上手,面对着 Cocoa 中大量

iOS运行时 -- Runtime(摘抄自网络)

运行时(iOS) 一.什么是运行时(Runtime)? 运行时是苹果提供的纯C语言的开发库(运行时是一种非常牛逼.开发中经常用到的底层技术) 二.运行时的作用? 能获得某个类的所有成员变量 能获得某个类的所有属性 能获得某个类的所有方法 交换方法实现 能动态添加一个成员变量 能动态添加一个属性 能动态添加一个方法 三.案例:运行时获取成员变量名称 1.分析 #import <Foundation/Foundation.h> #import "XMGPerson.h" #im

Objective-C Runtime 运行时之四:Method Swizzling

理解Method Swizzling是学习runtime机制的一个很好的机会.在此不多做整理,仅翻译由Mattt Thompson发表于nshipster的Method Swizzling一文. Method Swizzling是改变一个selector的实际实现的技术.通过这一技术,我们可以在运行时通过修改类的分发表中selector对应的函数,来修改方法的实现. 例如,我们想跟踪在程序中每一个view controller展示给用户的次数:当然,我们可以在每个view controller的