程序员经验分享-hwhale

Objective-C Runtime 1小时入门教程

2023-11-18

原文出处：  ian（@ianisme）   

一、前言

如果你没有Objective-C基础，请学习了基础的iOS开发再来，这个1小时是给有一定iOS基础的童鞋的。如果你是大牛或者你感觉Objective-C Runtime太简单不用1小时学习的，也请您绕道，这或许只是我的私人笔记了。

请跟着教程“一步步来”，请不要大概地扫两眼就说看不懂——以这种态度写成什么样你也看不懂。这是1小时入门教程，请不要试图在1分钟内入门！

二、本文目标

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。
传送门->runtime源码

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：

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#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：

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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）：

objective-runtime-1

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。

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typedef struct objc_selector * SEL ;

objc_selector的定义如下：

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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：

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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。

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typedef struct objc_method * Method ;

objc_method的定义如下：

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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

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typedef struct objc_ivar * Ivar ;

objc_ivar的定义如下：

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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：

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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：

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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：

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typedef struct objc_cache * Cache

objc_cache的定义如下：

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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：

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typedef struct objc_category * Category ;

objc_category的定义如下：

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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

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[ receiver oneMethod ] ;

Runtime会将其转成类似这样的代码

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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）：

objective-runtime-2

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）：

objective-runtime-6

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！

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#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 , "v@:@" ) ;
 
         // 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

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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)：

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( ( 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

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@ 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

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#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 = [ < a href = "http://www.jobbole.com/members/www821839432" > @ { } < / a > 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 = [ < a href = "http://www.jobbole.com/members/www821839432" > @ { } < / a > 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 = [ < a href = "http://www.jobbole.com/members/www821839432" > @ { } < / a > 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

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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：

objective-runtime-3

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：

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#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:

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#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

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#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：

objective-runtime-4

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

Objective-C
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#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
P

People.m

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#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

Objective-C
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#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：

Objective-C
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#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 = [ < a href = "http://www.jobbole.com/members/www821839432" > @ { } < / a > 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：

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#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：

objective-runtime-5

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

Objective-C
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#import <Foundation/Foundation.h>
 
@interface People : NSObject
 
@property ( nonatomic , copy ) NSString *name ;
 
- ( void ) sing ;
 
@end

创建People.m

Objective-C
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#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 , "v@:" ) ;
         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：

Objective-C
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#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：

objective-runtime-7

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

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#import  <Foundation/Foundation.h>
 
@ interface Bird : NSObject
 
@ property ( nonatomic , copy ) NSString * name ;
 
@ end

Bird.m

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#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 : "v@:" ] ;
     }
 
     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：

Objective-C
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#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：

objective-runtime-8

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

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#import <Foundation/Foundation.h>
 
@ interface People : NSObject
 
@ end

People.m

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#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 : "v@:" ] ;
     }
 
     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：

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#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：

objective-runtime-9

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）



from：http://ios.jobbole.com/84028/


本文内容由网友自发贡献，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容，请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

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