IOS Object-C 中Runtime詳解
最近了解了一下OC的Runtime，真的是OC中很強大的一個機制，看起來比較底層，但其實可以有很多活用的方式。
什么是Runtime
我們雖然是用Objective-C寫的代碼，其實在運行過程中都會被轉化成C代碼去執行。比如說OC的方法調用都會轉成C函數 id objc_msgSend ( id self, SEL op, … ); 而OC中的對象其實在Runtime中都會用結構體來表示，這個結構體中包含了類名、成員變量列表、方法列表、協議列表、緩存等。
類在Runtime中的表示：
struct objc_class { Class isa;//指針，顧名思義，表示是一個什么， //實例的isa指向類對象，類對象的isa指向元類#if !__OBJC2__ Class super_class; //指向父類 const char *name; //類名 long version; long info; long instance_size struct objc_ivar_list *ivars //成員變量列表 struct objc_method_list **methodLists; //方法列表 struct objc_cache *cache;//緩存 //一種優化，調用過的方法存入緩存列表，下次調用先找緩存 struct objc_protocol_list *protocols //協議列表 #endif} OBJC2_UNAVAILABLE;/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */整個Runtime機制其實可以挖的點很多，這里只是簡單的介紹一些常見的用法，如果將其細細解析，相信一定會對OC的理解加深幾個層面。
獲取屬性/方法/協議列表
最直接的一種用法，就是獲取我們的結構體中存儲的對象的屬性、方法、協議等列表，從而獲取其所有這些信息。
要獲取也比較簡單，但是自己嘗試之前需要注意幾點：
一定要自己給類加幾個屬性、方法，遵循一些協議，否則當然是看不到輸出信息的。
要使用這些獲取的方法，需要導入頭文件 #import
#import <objc/runtime.h>// 輸出類的一些信息- (void)logInfo { unsigned int count;// 用于記錄列表內的數量，進行循環輸出 // 獲取屬性列表 objc_property_t *propertyList = class_copyPropertyList([self class], &count); for (unsigned int i = 0; i < count; i++) { const char *propertyName = property_getName(propertyList[i]); NSLog(@"property --> %@", [NSString stringWithUTF8String:propertyName]); } // 獲取方法列表 Method *methodList = class_copyMethodList([self class], &count); for (unsigned int i; i < count; i++) { Method method = methodList[i]; NSLog(@"method --> %@", NSStringFromSelector(method_getName(method))); } // 獲取成員變量列表 Ivar *ivarList = class_copyIvarList([self class], &count); for (unsigned int i; i < count; i++) { Ivar myIvar = ivarList[i]; const char *ivarName = ivar_getName(myIvar); NSLog(@"Ivar --> %@", [NSString stringWithUTF8String:ivarName]); } // 獲取協議列表 __unsafe_unretained Protocol **protocolList = class_copyProtocolList([self class], &count); for (unsigned int i; i < count; i++) { Protocol *myProtocal = protocolList[i]; const char *protocolName = protocol_getName(myProtocal); NSLog(@"protocol --> %@", [NSString stringWithUTF8String:protocolName]); }}方法調用的過程
調用方法分為調用實例方法和調用類方法，在結構體我們可以看到第一個就是一個 isa 指針，會指向類對象或者元類，什么叫元類呢？
每個實例對象有個isa的指針，他指向對象的類，而類里也有個isa的指針, 指向meteClass(元類)。元類保存了類方法的列表。當類方法被調用時，先會從本身查找類方法的實現，如果沒有，元類會向他父類查找該方法。同時注意的是：元類（meteClass）也是類，它也是對象。元類也有isa指針,它的isa指針最終指向的是一個根元類(root meteClass)。根元類的isa指針指向本身，這樣形成了一個封閉的內循環。
通過isa，就可以不斷往上方去回溯自己的父類等，而方法的調用也利用了這個過程：
以上就是方法調用的過程。我們可以看到的是，所謂重寫父類方法，并不是抹除了父類方法，父類的方法還是存在的，只是我們在子類里面找到了就不會再去父類里找了，是這個層面的“覆蓋”。而我們熟悉的 super 調用父類的方法實現，就是告知要去調用父類實現的標識。
攔截調用與動態添加
上面說到了攔截調用，就是在所有地方都找不到方法的實現的話，會出發攔截調用，可以自己去做一些處理避免程序崩潰。那在什么地方做處理呢？NSObject有四個方法可以用來做處理：
// 調用不存在的類方法時觸發，默認返回NO，可以加上自己的處理后返回YES+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel;// 調用不存在的實例方法時觸發，默認返回NO，可以加上自己的處理后返回YES+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel;// 將調用的不存在的方法重定向到一個其他聲明了這個方法的類里去，返回那個類的target- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector;// 將調用的不存在的方法打包成 NSInvocation 給你，自己處理后調用 invokeWithTarget: 方法讓某個類來觸發- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation;
假設我們成功攔截下來了，那我們可以做什么處理呢？這個其實就是根據具體情況看你要怎么處理了。但這里有一個久聞其名的東西就可以派上用場了：動態添加方法。
我們知道OC是動態的，也就是說很多東西它不是在編譯時去判斷，而是在運行時去處理的，這其實帶來了很大的靈活性，比如這里我們對于一些不存在的方法的調用，就可以動態去添加上一個方法來代替我們要調用的方法。
比如我們添加一個Button，點擊事件我們關聯到一個沒有具體實現的實例方法，這種情況下如果不做任何處理那么點擊Button后一定會崩潰，但是如果我們攔截并動態添加一個方法來報警，就不會崩潰了：
@interface ViewController ()@property (nonatomic, strong) UIButton *logBtn;- (void)notHas;// 要調用的實例方法，沒有具體實現@end- (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; // 添加按鈕 self.logBtn = [[UIButton alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 200, 100, 20)]; [self.logBtn setTitle:@"測 試" forState:UIControlStateNormal]; [self.logBtn setTitleColor:[UIColor lightGrayColor] forState:UIControlStateNormal]; // 添加沒有實現的點擊事件 [self.logBtn addTarget:self action:@selector(notHas) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside]; [self.view addSubview:self.logBtn];}// 攔截對不存在的方法的調用+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel { NSLog(@"notFind!"); // 給本類動態添加一個方法 if ([NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"notHas"]) { class_addMethod(self, sel, (IMP)runAddMethod, "v@:*"); } // 注意要返回YES return YES;}// 要動態添加的方法，這是一個C方法 void runAddMethod(id self, SEL _cmd, NSString *string) { NSLog(@"動態添加一個方法來提示");}按照上面的處理，點擊按鈕后就不會崩潰，而是轉到了對 runAddMethod 方法的調用。其實更明確地說，應該是重現了對要調用的方法的實現，將原本要調用的方法的實現，改為了一個新的實現。class_addMethod 方法的第二個參數是要重寫的方法，這里用的就是傳進來的參數sel，第三個參數就是重寫后的實現。第四個參數是方法的簽名。
關聯對象
什么叫關聯對象？說通俗一點，我們都知道用Category類別可以給一些已經存在的，比如系統的類添加方法，但是不能添加新屬性，那怎么添加屬性呢？一種直接的方法是繼承，但如果只是為了添加一個屬性就去做一次繼承，還是有點重，這時候，就可以用關聯對象的方法。
有兩個相關的方法：
objc_setAssociatedObject 方法用來給類關聯一個屬性；
objc_getAssociatedObject 方法用來獲取之前關聯的屬性。
比如說給自己這個類關聯一個字符串：
// 關聯對象 static char associatedObjectKey; objc_setAssociatedObject(self, &associatedObjectKey, @"我就是要關聯的字符串對象內容", OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC); NSString *theString = objc_getAssociatedObject(self, &associatedObjectKey); NSLog(@"關聯對象：%@", theString);
我們先給self關聯了一個字符串內容，然后通過get方法獲取了關聯的字符串內容，并輸出。
從代碼中其實也可以猜到各個參數的意思，self的參數就是要處理的類；associatedObjectKey 的參數其實就類似于key，用來標識區分你要關聯的這個對象；第三個參數是要關聯的對象；第四個參數是關聯的策略，用命名就可以看出來全是在添加@property屬性時用到的一些修飾符，有五種策略：
enum { OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401, OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403 };熟悉@property屬性修飾符的應該能直接明白了，不熟悉的可以看這篇文章：傳送門：iOS中assign、retain、copy、weak、strong的區別以及nonatomic的含義
當然，你也可以和類別一起用，創建兩個方法用來關聯和獲取對象，比如下面這樣：
//添加關聯對象- (void)addAssociatedObject:(id)object{ objc_setAssociatedObject(self, @selector(getAssociatedObject), object, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);}//獲取關聯對象- (id)getAssociatedObject{ return objc_getAssociatedObject(self, _cmd);}這樣就既能通過Category類別來添加方法，用一起順便提供了對屬性的添加了。
結
以上是對Runtime的一點淺薄的理解和使用，Runtime的天地應該是很廣闊的，也能挖出很多高級的使用方法來，對于理解OC的運行機制是很有幫助的。
源碼下載：http://xiazai.VeVB.COm/201703/yuanma/RuntimeDemo-master(VeVB.COm).rar
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