iOS中Runtime的几种基本用法记录

runtime 介绍

这不是一遍介绍关于runtime实现细节的文章，而是怎么利用objective-c提供的runtime api进行开发的文章！

objective-c拥有相当多的动态特性，这些特性在运行程序时候发挥作用.

objctive-c runtime是个运行时的库，由c和汇编实现。通过runtime封装的c结构体和函数可以在程序运行时创建、检查和修改类以及对象及其方法，甚至可以替换或交换方法的实现。

下面记录一下关于runtime的一些基本用法

1）消息机制

在oop术语中，消息传递是指一种在对象之间发送和接收消息的通信模式。

在objective-c中，消息传递用于在调用类和类实例的方法，即接收者接收需要执行的消息。

使用案例

// 通过类名获取类
class catclass = objc_getclass("cat"); 
 
//注意class实际上也是对象，所以同样能够接受消息，向class发送alloc消息
cat *cat = objc_msgsend(catclass, @selector(alloc)); 
 
//发送init消息给cat实例cat
cat = objc_msgsend(cat, @selector(init)); 
 
//发送eat消息给cat，即调用eat方法
objc_msgsend(cat, @selector(eat));
 
//汇总消息传递过程
objc_msgsend(objc_msgsend(objc_msgsend(objc_getclass("cat"), sel_registername("alloc")), sel_registername("init")), sel_registername("eat"));

2）方法交换 method swizzling

objective-c 提供了一下api用于动态替换类方法或者实例方法的实现：

• class_replacemethod 替换类方法的定义
• method_exchangeimplementations 交换两个方法的实现（具体使用案例如下）
• method_setimplementation 设置一个方法的实现

注：class_replacemethod 试图替换一个不存在的方法时候，会调用class_addmethod为该类增加一个新方法

使用案例

//cat.m

+ (void)load{
 method eatmethod = class_getinstancemethod(self, @selector(eat));
  method shirtmethod = class_getinstancemethod(self, @selector(shirt));
 
 method_exchangeimplementations(eatmethod, shirtmethod);
}

- (void)eat{
 nslog(@"cat eat....");
}

- (void)shirt{
 nslog(@"cat shirt....");
}

3）动态加载方法

当调用一个未实现的方法，或者说发送未知的消息给接收者时候，消息的接受者会调用resolveinstancemethod

使用案例

// cat.m

//an objective-c method is simply a c function that take at least two arguments—self and _cmd. 
void run(id self, sel _cmd, nsnumber *number){
 nslog(@"run for %@", number);
}

//收到run:消息时候，为该类添加一个方法实现
+ (bool)resolveinstancemethod:(sel)sel{
 if(sel == nsselectorfromstring(@"run:")){
  class_addmethod(self, @selector(run:), run, "v@:@");
  return yes;
 }
 return [super resolveinstancemethod:sel];
}

//另外针对类方法的为 resolveclassmethod

4）消息转发

// 第一步，消息接收者没有找到对应的方法时候，会先调用此方法，可在此方法实现中动态添加新的方法
// 返回yes表示相应selector的实现已经被找到，或者添加新方法到了类中，否则返回no
+ (bool)resolveinstancemethod:(sel)sel {
 return yes;
}

// 第二步， 如果第一步的返回no或者直接返回了yes而没有添加方法，该方法被调用
// 在这个方法中，我们可以指定一个可以返回一个可以响应该方法的对象， 注意如果返回self就会死循环
- (id)forwardingtargetforselector:(sel)aselector {
 return nil;
}


// 第三步， 如果forwardingtargetforselector:返回了nil，则该方法会被调用，系统会询问我们要一个合法的『类型编码(type encoding)』
// 若返回 nil，则不会进入下一步，而是无法处理消息
- (nsmethodsignature *)methodsignatureforselector:(sel)aselector {
 return [nsmethodsignature signaturewithobjctypes:"v@:"];
}

// 当实现了此方法后，-doesnotrecognizeselector: 将不会被调用
// 在这里进行消息转发
- (void)forwardinvocation:(nsinvocation *)aninvocation {
 // 在这里可以改变方法选择器
 [aninvocation setselector:@selector(unknown)];
 // 改变方法选择器后，需要指定消息的接收者
 [aninvocation invokewithtarget:self];
}

- (void)unknown {
 nslog(@"unkown method.......");
}

// 如果没有实现消息转发 forwardinvocation 则调用此方法
- (void)doesnotrecognizeselector:(sel)aselector {
 nslog(@"unresolved method ：%@", nsstringfromselector(aselector));
}

注： 『类型编码(type encoding)』

5）动态关联属性

对象在内存中的排布可以看成一个结构体，该结构体的大小并不能动态变化，所以无法在运行时动态给对象增加成员变量。相对的，对象的方法定义都保存在类的可变区域中。

如下图所示为class 的描述信息，其中methodlist为可访问类中定义的方法的指针的指针，通过修改该指针所指向的指针的值，我们可以实现为类动态增加方法实现。

因此，我们可以实现动态为一个类增加成员方法，但是却不能直接为类增加成员变量，这就是category的实现原理。

//<objc/runtime.h>

struct objc_class {
 class isa objc_isa_availability;

#if !__objc2__
 class super_class          objc2_unavailable;
 const char *name           objc2_unavailable;
 long version            objc2_unavailable;
 long info            objc2_unavailable;
 long instance_size          objc2_unavailable;
 struct objc_ivar_list *ivars        objc2_unavailable;
 struct objc_method_list **methodlists     objc2_unavailable;
 struct objc_cache *cache         objc2_unavailable;
 struct objc_protocol_list *protocols      objc2_unavailable;
#endif

} objc2_unavailable;

使用案例

//cat+extend.h

@interface cat (extend)

@property(nonatomic, copy) nsstring *name;

@end


//cat+extend.m

@implementation cat (extend)

- (void)setname:(nsstring *)name{
 objc_setassociatedobject(self, "name", name, objc_association_retain_nonatomic);
}

- (nsstring *)name{
 return objc_getassociatedobject(self, "name");
}

@end

6）字典转模型应用

通过class的结构体内容，可以看到ivars指针指向包含了类中成员变量的结构体，通过它可以得到类中定义的成员变量，而objective-c中提供了相应的api方法: class_copyivarlist

//<objc/runtime.h>

struct objc_class {
 class isa objc_isa_availability;

#if !__objc2__
 class super_class          objc2_unavailable;
 const char *name           objc2_unavailable;
 long version            objc2_unavailable;
 long info            objc2_unavailable;
 long instance_size          objc2_unavailable;
 struct objc_ivar_list *ivars        objc2_unavailable;
 struct objc_method_list **methodlists     objc2_unavailable;
 struct objc_cache *cache         objc2_unavailable;
 struct objc_protocol_list *protocols      objc2_unavailable;
#endif

} objc2_unavailable;

使用案例

//cat.h

@property(nonatomic, copy) nsstring *cid;

@property(nonatomic, copy) nsstring *age;

+ (instancetype)modelwithdict:(nsdictionary *)dict;


//cat.m

+ (instancetype)modelwithdict:(nsdictionary *)dict{
 id model = [[self alloc] init];
 unsigned int count = 0;
 
 ivar *ivars = class_copyivarlist(self, &count);
 for (int i = 0 ; i < count; i++) {
  ivar ivar = ivars[i];
  
  nsstring *ivarname = [nsstring stringwithutf8string:ivar_getname(ivar)];
  
  //这里注意，拿到的成员变量名为_cid,_age
  ivarname = [ivarname substringfromindex:1];
  id value = dict[ivarname];
  
  [model setvalue:value forkeypath:ivarname];
 }
 
 return model;
}

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对的支持。