引導
相信對於從事開發人員來說 runtime 這個名稱都不陌生,就像我起初只知道「 runtime 叫運行時 」,後來知道 runtime 同樣可以像 KVC 一樣訪問私有成員變量,還有「 給類動態添加屬性:LNTextField.placeholderColor || 交換方法:imageNamed => ln_imageNamed 」,還有深入的 「 消息機制的調用流程 || 字典轉模型 || 實現NSCoding歸解檔 」以及我們常說的“黑魔法” 是什麼?
runtime 是編程中比較難的模塊,想要深入學習,這個模塊你必須掌握,同樣還有寫的另一篇 runloop 模塊,下面是我對 runtime 的整理,從零開始,由淺入深,且帶了幾個 Runtime 實踐場景 --> 大廠來的工友們可選擇性路過。
目錄:
- runtime.h 釋義
- 消息機制
1.isa指針釋義
2.方法調用,是否真的是轉換爲消息機制?
2.objc_msgSend 參數概念釋義- 消息機制(方法調用流程)
- 常見作用
- 開發場景「工作掌握」
1.交換方法
2.給系統分類動態添加屬性
3.字典轉模型(Runtime 考慮三種情況實現)- 其它作用「面試熟悉」
1.動態添加方法
2.動態變量控制
3.實現NSCoding的自動歸檔和解檔
4.runtime 部分函數
5.method swizzling(俗稱黑魔法)- 一道面試題的註解
- 模塊博文推薦(❤️數量較多)
- Runtime & Runloop 常面問題整理(附答案)
- Demo 重要的部分代碼中都有相應的註解和文字打印,運行程序可以很直觀的表現
- iOS 模塊註解—「Runloop面試、工作」看我就 了 _.
釋義
Objective-C 是基於 C 的,它爲 C 添加了面向對象的特性。它將很多靜態語言在編譯和鏈接時期做的事放到了 runtime 運行時來處理,可以說 runtime 是我們 Objective-C 幕後工作者。
1.runtime(簡稱運行時
),是一套 純C(C和彙編)寫的API。而 OC 就是運行時機制,也就是在運行時候的一些機制,其中最主要的是 消息機制。
2.對於 C 語言,函數的調用在編譯的時候會決定調用哪個函數。
3.運行時機制原理:OC的函數調用稱爲消息發送,屬於 動態調用過程。在 編譯的時候 並不能決定真正調用哪個函數,只有在真 正運行的時候 纔會根據函數的名稱找到對應的函數來調用。
4.事實證明:在編譯階段,OC 可以 調用任何函數,即使這個函數並未實現,只要聲明過就不會報錯,只有當運行的時候纔會報錯,這是因爲OC是運行時動態調用的。而 C 語言 調用未實現的函數 就會報錯。
消息機制
我們寫 OC 代碼,它在運行的時候也是轉換成了 runtime
方式運行的。任何方法調用本質:就是發送一個消息(用 runtime
發送消息,OC 底層實現通過 runtime
實現),每一個 OC 的方法,底層必然有一個與之對應的 runtime
方法。
驗證示例:方法調用,是否真的是轉換爲消息機制?
消息機制原理:對象根據方法編號SEL去映射表查找對應的方法實現。
註解:
1.必須要導入頭文件 #import <objc/message.h>
2.我們導入系統的頭文件,一般用尖括號。
3.OC 解決消息機制方法提示步驟【查找build setting
-> 搜索msg
-> objc_msgSend
(YES --> NO)】
4.最終生成消息機制,編譯器做的事情,最終代碼,需要把當前代碼用xcode重新編譯,【clang -rewrite-objc main.m
查看最終生成代碼】,示例:cd main.m --> 輸入前面指令,就會生成 .opp文件(C++代碼)
5.這裏一般不會直接導入<objc/runtime.h>
示例代碼:OC 方法 <--> runtime 方法
說明:
eat(無參) 和 run(有參NSInteger) 是 LNPerson模型類中的私有方法「runtime 作用:可以調用私有方法」
示例分別以 OC寫法 和 最底層寫法 對照驗證.
- (void)msgSend
{
// 方法一:
//id objc = [NSObject alloc];
LNPerson *person = objc_msgSend(objc_getClass("LNPerson"), sel_registerName("alloc"));
//objc = [objc init];
person = objc_msgSend(person, sel_registerName("init"));
// 調用
//[objc eat];
//[objc run:10];
objc_msgSend(person,@selector(eat)); // 無參
objc_msgSend(person,@selector(run:),10); // 有殘
}
/
註解:
// 用最底層寫
objc_getClass(const char *name) 獲取當前類
sel_registerName(const char *str) 註冊個方法編號
objc_msgSend(id self:誰發送消息, SEL op:發送什麼消息, ...)
讓LNPerson這個類對象發送了一個alloc消息,返回一個分配好的內存對象給你,再發送一個消息初始化.
*/
// 方法二:
#pragma mark - 也許下面這種好理解一點
- (void)test
{
// id objc = [NSObject alloc];
id objc = objc_msgSend([NSObject class], @selector(alloc));
// objc = [objc init];
objc = objc_msgSend(objc, @selector(eat));
}
objc_msgSend 參數概念
/
objc_msgSend(<#id _Nullable self#>, <#SEL _Nonnull op, ...#>)
1、objc_msgSend
這是個最基本的用於發送消息的函數。
其實編譯器會根據情況在`objc_msgSend`, `objc_msgSend_stret`,,`objc_msgSendSuper`, 或 `objc_msgSendSuper_stret` 四個方法中選擇一個來調用。如果消息是傳遞給超類,那麼會調用名字帶有 `Super` 的函數;如果消息返回值是數據結構而不是簡單值時,那麼會調用名字帶有`stret`的函數。
2、SEL
`objc_msgSend`函數第二個參數類型爲`SEL`,它是`selector`在Objc中的表示類型(Swift中是Selector類)。`selector`是方法選擇器,可以理解爲區分方法的 `ID`,而這個 `ID` 的數據結構是`SEL`:
`typedef struct objc_selector *SEL;`
其實它就是個映射到方法的C字符串,你可以用 Objc 編譯器命令`@selector()``或者 Runtime` 系統的`sel_registerName`函數來獲得一個`SEL`類型的方法選擇器。
3、id
`objc_msgSend`第一個參數類型爲`id`,大家對它都不陌生,它是一個指向類實例的指針:
`typedef struct objc_object *id;`
那`objc_object`又是啥呢:
`struct objc_object { Class isa; };`
`objc_object`結構體包含一個`isa`指針,根據`isa`指針就可以順藤摸瓜找到對象所屬的類。
*/
消息機制「方法調用流程」
面試:消息機制方法調用流程❓
怎麼去調用eat
方法,
對象方法:(保存到類對象的方法列表) ,類方法:(保存到元類(Meta Class
)中方法列表)。
1.OC 在向一個對象發送消息時,runtime 庫會根據對象的 isa指針找到該對象對應的類或其父類中查找方法。。
2.註冊方法編號(這裏用方法編號的好處,可以快速查找)。
3.根據方法編號去查找對應方法。
4.找到只是最終函數實現地址,根據地址去方法區調用對應函數。
補充:一個objc 對象的 isa 的指針指向什麼?有什麼作用?
每一個對象內部都有一個isa指針,這個指針是指向它的真實類型,根據這個指針就能知道將來調用哪個類的方法。
isa指針相關釋義
上面也提到OC底層都是轉化爲runtime方式來實現的,類和類的實例(對象)都相對於的isa指針。
我們可以在Xcode中使用 [Shift+Cmd+O ] 快速打開文件objc.h 能看到類的定義:
總結:runtime 對象,類,元類的isa指針關係圖
1、每一個對象本質上都是一個類的實例。其中類定義了成員變量和成員方法的列表。對象通過對象的isa指針指向所屬類。
2、每一個類本質上都是一個對象,類其實是元類(meteClass)的實例。元類定義了類方法的列表。類通過類的isa指針指向元類。
3、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。元類通過isa指針最終指向的是一個根元類(root meteClass)。
4、根元類的isa指針指向本身,這樣形成了一個封閉的內循環。
常見作用
/
1.動態交換兩個方法的實現
2.動態添加屬性
3.實現字典轉模型的自動轉換
4.動態添加方法
5.攔截並替換方法
6.實現 NSCoding 的自動歸檔和解檔
補充常用runtime示例:Demo中有體現
1.添加屬性和交換方法示例:UITextField佔位文字顏色placeholderColor
2.交換方法示例:交換dealloc方法實現,添加功能那個控制器被銷燬了
*/
開發場景「工作掌握」
runtime 交換方法
場景:當第三方框架 或者 系統原生方法功能不能滿足我們的時候,我們可以在保持系統原有方法功能的基礎上,添加額外的功能。
需求:加載一張圖片直接用[UIImage imageNamed:@"image"];
是無法知道到底有沒有加載成功。給系統的imageNamed
添加額外功能(是否加載圖片成功)。
方案一:繼承系統的類,重寫方法.(弊端:每次使用都需要導入)
方案二:使用 runtime,交換方法.
步驟:
1.給系統的方法添加分類
2.自己實現一個帶有擴展功能的方法
3.交換方法,只需要交換一次,
場景代碼:方法+調用+打印輸出
#import "UIImage+Image.h"
#import <objc/message.h>
@implementation UIImage (Image)
/
看清楚下面是不會有死循環的
調用 imageNamed => ln_imageNamed
調用 ln_imageNamed => imageNamed
*/
// 加載圖片 且 帶判斷是否加載成功
+ (UIImage *)ln_imageNamed:(NSString *)name {
UIImage *image = [UIImage ln_imageNamed:name];
if (image) {
NSLog(@"runtime交互方法 -> 圖片加載成功");
} else {
NSLog(@"runtime交互方法 -> 圖片加載失敗");
}
return image;
}
/
註解:
不能在分類中重寫系統方法imageNamed,因爲會把系統的功能給覆蓋掉,而且分類中不能調用super
所以第二步,我們要 自己實現一個帶有擴展功能的方法.
+ (UIImage *)imageNamed:(NSString *)name {
}
*/
/
作用:把類加載進內存的時候調用,只會調用一次
調用:方法應先交換,再去調用
*/
+ (void)load {
// 1.獲取 imageNamed方法地址
Method imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:));
// 2.獲取 ln_imageNamed方法地址
Method ln_imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(ln_imageNamed:));
// 3.交換方法地址,相當於交換實現方式;「method_exchangeImplementations 交換兩個方法的實現」
method_exchangeImplementations(imageNamedMethod, ln_imageNamedMethod);
}
- - -
//方案一:先搞個分類,定義一個能加載圖片並且能打印的方法+ (instancetype)imageWithName:(NSString *)name;
//方案二:交換 imageNamed 和 ln_imageNamed 的實現,就能調用 imageNamed,間接調用 ln_imageNamed 的實現。
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
self.imageView.image = [UIImage imageNamed:@"CoerLN"];
}
- - -
// 打印輸出
2016-03-17 17:52:14.693 runtime[12761:543574] runtime交互方法 -> 圖片加載成功
總結:
我們所做的就是在方法調用流程第三步的時候,交換兩個方法地址指向。而且我們改變指向要在系統的imageNamed:
方法調用前,所以將代碼寫在了分類的load
方法裏。最後當運行的時候系統的方法就會去找我們的方法的實現。
給系統分類動態添加屬性
場景:給系統的類添加額外屬性的時候,可以使用runtime動態添加屬性方法。
原理:給一個類聲明屬性,其實本質就是給這個類添加關聯,並不是直接把這個值的內存空間添加到類存空間。
註解:給系統 NSObject
添加一個分類,我們知道在分類中是不能夠添加成員屬性的,雖然我們用了@property
,但是僅僅會自動生成get
和set
方法的聲明,並沒有帶下劃線的屬性和方法實現生成。但是我們可以通過runtime
就可以做到給它方法的實現。
需求:給系統 NSObject 類動態添加屬性 name
字符串。
場景代碼:方法+調用+打印
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface NSObject (Property)
@property NSString *name;
@end
- - -
#import "NSObject+Property.h"
#import <objc/message.h>
//#import <objc/runtime.h>
@implementation NSObject (Property)
- (NSString *)name
{
// 利用參數key 將對象object中存儲的對應值取出來
return objc_getAssociatedObject(self, @"name");
}
- (void)setName:(NSString *)name
{
/**
將某個值跟某個對象關聯起來,將某個值存儲到某個對象中
objc_setAssociatedObject(<#id _Nonnull object#>:給哪個對象添加屬性, <#const void * _Nonnull key#>:屬性名稱, <#id _Nullable value#>:屬性值, <#objc_AssociationPolicy policy#>:保存策略)
*/
objc_setAssociatedObject(self, @"name", name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
NSLog(@"name---->%p",name);
}
@end
// 調用
NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
objc.name = @"CoderLN";
NSLog(@"runtime動態添加屬性name==%@",objc.name);
// 打印輸出
2016-03-17 19:37:10.530 runtime[12761:543574] runtime動態添加屬性name == CoderLN
總結:
其實,屬性賦值的本質,就是讓屬性與一個對象產生關聯,所以要給NSObject
的分類的name
屬性賦值就是讓name
和NSObject
產生關聯,而runtime
可以做到這一點。
字典轉模型
字典轉模型的方式:
- 給模型中屬性,在 .m 依次賦值(初學者)。
-
字典轉模型 KVC 實現
- KVC 字典轉模型弊端:必須保證,模型中的屬性和字典中的
key
一一對應。 - 如果不一致,就會調用
[<Status 0x7fa74b545d60> setValue:forUndefinedKey:]
報key
找不到的錯。 -
分析:模型中的屬性和字典的
key
不一一對應,系統就會調用setValue:forUndefinedKey:
報錯。 -
解決:重寫對象的
setValue:forUndefinedKey:
,把系統的方法覆蓋,就能繼續使用KVC,字典轉模型了。
- KVC 字典轉模型弊端:必須保證,模型中的屬性和字典中的
-
字典轉模型 Runtime 實現
思路:利用運行時,遍歷模型中所有屬性,根據模型的屬性名,去字典中查找
key
,取出對應的值,給模型的屬性賦值(從提醒:字典中取值,不一定要全部取出來);提供一個NSObject分類,專門字典轉模型,以後所有模型都可以通過這個分類實現字典轉模型。考慮情況:
1.當字典的key
和模型的屬性匹配不上。
2.模型中嵌套模型(模型屬性是另外一個模型對象)。
3.數組中裝着模型(模型的屬性是一個數組,數組中是一個個模型對象)。註解:
根據上面的三種特殊情況,先是字典的key
和模型的屬性不對應的情況。不對應有兩種,一種是字典的鍵值大於模型屬性數量,這時候我們不需要任何處理,因爲runtime
是先遍歷模型所有屬性,再去字典中根據屬性名找對應值進行賦值,多餘的鍵值對也當然不會去看了;另外一種是模型屬性數量大於字典的鍵值對,這時候由於屬性沒有對應值會被賦值爲nil
,就會導致crash
,我們只需加一個判斷即可。考慮三種情況下面一一註解
-
MJExtension 字典轉模型實現
- 底層也是對
runtime
的封裝,纔可以把一個模型中所有屬性遍歷出來。(我之所以看不懂,是MJ封裝了很多層而已_.)。
- 底層也是對
示例:runtime 字典轉模型考慮三種情況
1、runtime 字典轉模型-->字典的 key 和模型的屬性不匹配「模型屬性數量大於字典鍵值對數」,這種情況處理如下:
#import "NSObject+Model.h"
#import <objc/message.h>
@implementation NSObject (Model)
// 思路:利用runtime 遍歷模型中所有屬性,根據模型中屬性,去字典中取出對應的value給模型屬性賦值
+ (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict
{
// 1.創建對應的對象
id objc = [[self alloc] init];
// 2.利用runtime給對象中的屬性賦值
/**
獲取類中的所有成員變量
class_copyIvarList(Class _Nullable cls:表示獲取哪個類中的成員變量, unsigned int * _Nullable outCount:表示這個類有多少成員變量,傳入一個Int變量地址,會自動給這個變量賦值)
返回值Ivar * =
指的是一個ivar數組,會把所有成員屬性放在一個數組中,通過返回的數組就能全部獲取到
*/
// 成員變量個數
unsigned int count = 0;
// 獲取類中的所有成員變量
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
// 遍歷所有成員變量
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 根據角標,從數組取出對應的成員變量(Ivar:成員變量,以下劃線開頭)
Ivar ivar = ivarList[i];
// 獲取成員變量名字
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 處理成員變量名,字典中的key(去掉 _ ,從第一個角標開始截取)
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
// 根據成員屬性名去字典中查找對應的value
id value = dict[key];
//【如果模型屬性數量大於字典鍵值對數理,模型屬性會被賦值爲nil】
// 而報錯 (could not set nil as the value for the key age.)
if (value) {
// 給模型中屬性賦值
[objc setValue:value forKey:key];
}
}
return objc;
}
註解:
這裏在獲取模型類中的所有屬性名,是採取 class_copyIvarList
先獲取成員變量(以下劃線開頭
) ,然後再處理成員變量名,字典中的key(去掉 _ ,從第一個角標開始截取
) 得到屬性名。
原因:
{
int _a; // 成員變量
}
@property (nonatomic, assign) NSInteger attitudes_count; // 屬性
`Ivar:成員變量,以下劃線開頭`,
`Property 屬性`
`class_copyPropertyList` 獲取類裏面屬性
`class_copyIvarList` 獲取類中的所有成員變量
這裏有成員變量,就不會漏掉屬性;如果有屬性,可能會漏掉成員變量;
使用`runtime`字典轉模型獲取模型屬性名的時候,最好獲取成員屬性名`Ivar`因爲可能會有個屬性是沒有`setter`和`getter`方法的。
2、runtime 字典轉模型-->模型中嵌套模型「模型屬性是另外一個模型對象」,這種情況處理如下:
// 思路:利用runtime 遍歷模型中所有屬性,根據模型中屬性,去字典中取出對應的value給模型屬性賦值
+ (instancetype)modelWithDict2:(NSDictionary *)dict
{
// 1.創建對應的對象
id objc = [[self alloc] init];
// 2.利用runtime給對象中的屬性賦值
// 成員變量個數
unsigned int count = 0;
// 獲取類中的所有成員變量
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
// 遍歷所有成員變量
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 根據角標,從數組取出對應的成員變量(Ivar:成員變量,以下劃線開頭)
Ivar ivar = ivarList[i];
// 獲取成員變量名字
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 獲取成員變量類型
NSString *ivarType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
// 替換: @\"User\" -> User
ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\"" withString:@""];
ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@" withString:@""];
// 處理成員變量名->字典中的key(去掉 _ ,從第一個角標開始截取)
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
// 根據成員屬性名去字典中查找對應的value
id value = dict[key];
// 二級轉換:如果字典中還有字典,也需要把對應的字典轉換成模型
// 判斷下value是否是字典,並且是自定義對象才需要轉換
if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![ivarType hasPrefix:@"NS"]) {
// 字典轉換成模型 userDict => User模型, 轉換成哪個模型
// 根據字符串類名生成類對象
Class modelClass = NSClassFromString(ivarType);
if (modelClass) { // 有對應的模型才需要轉
// 把字典轉模型
value = [modelClass modelWithDict2:value];
}
}
// 給模型中屬性賦值
if (value) {
[objc setValue:value forKey:key];
}
}
return objc;
}
3、runtime 字典轉模型-->數組中裝着模型「模型的屬性是一個數組,數組中是字典模型對象」,這種情況處理如下:
// 思路:利用runtime 遍歷模型中所有屬性,根據模型中屬性,去字典中取出對應的value給模型屬性賦值
+ (instancetype)modelWithDict3:(NSDictionary *)dict
{
// 1.創建對應的對象
id objc = [[self alloc] init];
// 2.利用runtime給對象中的屬性賦值
// 成員變量個數
unsigned int count = 0;
// 獲取類中的所有成員變量
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
// 遍歷所有成員變量
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 根據角標,從數組取出對應的成員變量(Ivar:成員變量,以下劃線開頭)
Ivar ivar = ivarList[i];
// 獲取成員變量名字
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 處理成員屬性名->字典中的key(去掉 _ ,從第一個角標開始截取)
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
// 根據成員屬性名去字典中查找對應的value
id value = dict[key];
//--------------------------- <#我是分割線#> ------------------------------//
//
// 三級轉換:NSArray中也是字典,把數組中的字典轉換成模型.
// 判斷值是否是數組
if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) {
// 判斷對應類有沒有實現字典數組轉模型數組的協議
// arrayContainModelClass 提供一個協議,只要遵守這個協議的類,都能把數組中的字典轉模型
if ([self respondsToSelector:@selector(arrayContainModelClass)]) {
// 轉換成id類型,就能調用任何對象的方法
id idSelf = self;
// 獲取數組中字典對應的模型
NSString *type = [idSelf arrayContainModelClass][key];
// 生成模型
Class classModel = NSClassFromString(type);
NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray array];
// 遍歷字典數組,生成模型數組
for (NSDictionary *dict in value) {
// 字典轉模型
id model = [classModel modelWithDict3:dict];
[arrM addObject:model];
}
// 把模型數組賦值給value
value = arrM;
}
}
// 如果模型屬性數量大於字典鍵值對數理,模型屬性會被賦值爲nil,而報錯
if (value) {
// 給模型中屬性賦值
[objc setValue:value forKey:key];
}
}
return objc;
}
總結:
我們既然能獲取到屬性類型,那就可以攔截到模型的那個數組屬性,進而對數組中每個模型遍歷並字典轉模型,但是我們不知道數組中的模型都是什麼類型,我們可以聲明一個方法,該方法目的不是讓其調用,而是讓其實現並返回模型的類型。
這裏提到的你如果不是很清楚,建議參考我的Demo,重要的部分代碼中都有相應的註解和文字打印,運行程序可以很直觀的表現。
其它作用「面試熟悉」
動態添加方法
場景:如果一個類方法非常多,加載類到內存的時候也比較耗費資源,需要給每個方法生成映射表,可以使用動態給某個類,添加方法解決。
註解:OC 中我們很習慣的會用懶加載,當用到的時候纔去加載它,但是實際上只要一個類實現了某個方法,就會被加載進內存。當我們不想加載這麼多方法的時候,就會使用到 runtime
動態的添加方法。
需求:runtime 動態添加方法處理調用一個未實現的方法 和 去除報錯。
場景代碼:方法+調用+打印輸出
#import "Person.h"
#import <objc/message.h>
@implementation Person
/**
調用:只要一個對象調用了一個未實現的方法就會調用這個方法,進行處理
作用:動態添加方法,處理未實現
註解:任何方法默認都有兩個隱式參數,self,_cmd(當前方法的方法編號)
*/
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
if (sel == NSSelectorFromString(@"roll:")) {
/**
class_addMethod(<#Class _Nullable __unsafe_unretained cls#>:給哪個類添加方法, <#SEL _Nonnull name#>:添加哪個方法,即添加方法的方法編號, <#IMP _Nonnull imp#>:方法實現 => 函數 => 函數入口 => 函數名(添加方法的函數實現(函數地址)), <#const char * _Nullable types#>:方法類型,(返回值+參數類型) v:void @:對象->self :表示SEL->_cmd)
*/
// 給類添加roll:滾了多遠方法
class_addMethod(self, sel, (IMP)LNRoll, "v@:@");
return YES;
}
if ([NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"go:"]) {
// 給類添加go:走了多遠方法
class_addMethod(self, sel, (IMP)LNGO, "v@:@");
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
// 調用
Person *p = [[Person alloc] init];
// 執行某個方法
[p performSelector:@selector(roll:) withObject:@"11"];
[p performSelector:@selector(go:) withObject:@10];
// 打印輸出
2016-03-17 19:05:03.917 runtime[12761:543574] 我滾了 11 米遠的屎蛋
2016-03-17 19:05:04.617 runtime[12761:543574] 我走了 10 公里纔到的家
實現NSCoding的自動歸檔和解檔
如果你實現過自定義模型數據持久化的過程,那麼你也肯定明白,如果一個模型有許多個屬性,那麼我們需要對每個屬性都實現一遍encodeObject
和 decodeObjectForKey
方法,如果這樣的模型又有很多個,這還真的是一個十分麻煩的事情。下面來看看簡單的實現方式。
假設現在有一個Movie
類,有3個屬性。先看下 .h文件
// Movie.h文件
//1. 如果想要當前類可以實現歸檔與反歸檔,需要遵守一個協議NSCoding
@interface Movie : NSObject<NSCoding>
@property (nonatomic, copy) NSString *movieId;
@property (nonatomic, copy) NSString *movieName;
@property (nonatomic, copy) NSString *pic_url;
@end
如果是正常寫法,.m 文件應該是這樣的:
// Movie.m文件
@implementation Movie
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder
{
[aCoder encodeObject:_movieId forKey:@"id"];
[aCoder encodeObject:_movieName forKey:@"name"];
[aCoder encodeObject:_pic_url forKey:@"url"];
}
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
if (self = [super init]) {
self.movieId = [aDecoder decodeObjectForKey:@"id"];
self.movieName = [aDecoder decodeObjectForKey:@"name"];
self.pic_url = [aDecoder decodeObjectForKey:@"url"];
}
return self;
}
@end
如果這裏有100個屬性,那麼我們也只能把100個屬性都給寫一遍嗎。
不過你會使用runtime
後,這裏就有更簡便的方法,如下。
#import "Movie.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation Movie
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder
{
unsigned int count = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([Movie class], &count);
for (int i = 0; i<count; i++) {
// 取出i位置對應的成員變量
Ivar ivar = ivars[i];
// 查看成員變量
const char *name = ivar_getName(ivar);
// 歸檔
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
id value = [self valueForKey:key];
[encoder encodeObject:value forKey:key];
}
free(ivars);
}
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)decoder
{
if (self = [super init]) {
unsigned int count = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([Movie class], &count);
for (int i = 0; i<count; i++) {
// 取出i位置對應的成員變量
Ivar ivar = ivars[i];
// 查看成員變量
const char *name = ivar_getName(ivar);
// 歸檔
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
id value = [decoder decodeObjectForKey:key];
// 設置到成員變量身上
[self setValue:value forKey:key];
}
free(ivars);
}
return self;
}
@end
這樣的方式實現,不管有多少個屬性,寫這幾行代碼就搞定了。
下面看看更加簡便的方法:兩句代碼搞定。
#import "Movie.h"
#import <objc/runtime.h>
#define encodeRuntime(A) \
\
unsigned int count = 0;\
Ivar *ivars = class_copyIvarList([A class], &count);\
for (int 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];\
[encoder encodeObject:value forKey:key];\
}\
free(ivars);\
\
#define initCoderRuntime(A) \
\
if (self = [super init]) {\
unsigned int count = 0;\
Ivar *ivars = class_copyIvarList([A class], &count);\
for (int i = 0; i<count; i++) {\
Ivar ivar = ivars[i];\
const char *name = ivar_getName(ivar);\
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];\
id value = [decoder decodeObjectForKey:key];\
[self setValue:value forKey:key];\
}\
free(ivars);\
}\
return self;\
\
- - -
@implementation Movie
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder {
encodeRuntime(Movie)
}
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)decoder {
initCoderRuntime(Movie)
}
@end
優化:
上面是encodeWithCoder
和 initWithCoder
這兩個方法抽成宏。我們可以把這兩個宏單獨放到一個文件裏面,這裏以後需要進行數據持久化的模型都可以直接使用這兩個宏。
runtime 下Class的各項操作
1.runtime 部分函數
#warning - 以下爲功能模塊相關的方法示例, 具體方法作用、使用、註解請移步 -> github.com/CoderLN
以下的這些方法應該算是`runtime`在實際場景中所應用的大部分的情況了,平常的編碼中差不多足夠用了。
0、class_copyPropertyList 獲取類中所有的屬性
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]);
}
0、class_copyMethodList 獲取類的所有方法
Method *methodList = class_copyMethodList([self class], &count);
for (unsigned int i; i<count; i++) {
Method method = methodList[i];
NSLog(@"method---->%@", NSStringFromSelector(method_getName(method)));
}
0、class_copyIvarList 獲取類中所有的成員變量(outCount 會返回成員變量的總數)
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]);
}
0、class_copyProtocolList 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]);
}
0、object_getClass 獲得類方法
Class PersonClass = object_getClass([Person class]);
SEL oriSEL = @selector(test1);
Method oriMethod = _class_getMethod(xiaomingClass, oriSEL);
0、class_getInstanceMethod 獲得實例方法
Class PersonClass = object_getClass([xiaoming class]);
SEL oriSEL = @selector(test2);
Method cusMethod = class_getInstanceMethod(xiaomingClass, oriSEL);
0、class_addMethod 動態添加方法
BOOL addSucc = class_addMethod(xiaomingClass, oriSEL, method_getImplementation(cusMethod), method_getTypeEncoding(cusMethod));
0、class_replaceMethod 替換原方法實現
class_replaceMethod(toolClass, cusSEL, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));
0、method_exchangeImplementations 交換兩個方法的實現
method_exchangeImplementations(method1, method2);
0、根據名字得到類變量的Ivar指針,但是這個在OC中好像毫無意義
Ivar oneCVIvar = class_getClassVariable([Person class], name);
0、根據名字得到實例變量的Ivar指針
Ivar oneIVIvar = class_getInstanceVariable([Person class], name);
0、找到後可以直接對私有成員變量賦值(強制修改name屬性)
object_setIvar(_per, oneIVIvar, @"age");
0、動態添加方法
class_addMethod([person class]:Class cls 類型, @selector(eat):待調用的方法名稱, (IMP)myAddingFunction:(IMP)myAddingFunction,IMP是一個函數指針,這裏表示指定具體實現方法myAddingFunction, 0:0代表沒有參數);
0、獲得某個類的類方法
Method class_getClassMethod(Class cls , SEL name)
0、獲得成員變量的名字
const char *ivar_getName(Ivar v);
0、將某個值跟某個對象關聯起來,將某個值存儲到某個對象中
void objc_setAssociatedObject(id object:表示關聯者,是一個對象,變量名理所當然也是object , const void *key:獲取被關聯者的索引key ,id value :被關聯者 ,objc_AssociationPolicy policy:關聯時採用的協議,有assign,retain,copy等協議,一般使用OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
0、利用參數key 將對象object中存儲的對應值取出來
id objc_getAssociatedObject(id object , const void *key)
*/
method swizzling(俗稱黑魔法)
- 簡單說就是進行方法交換
- 在
Objective-C
中調用一個方法,其實是向一個對象發送消息,查找消息的唯一依據是selector
的名字。利用Objective-C
的動態特性,可以實現在運行時偷換selector
對應的方法實現,達到給方法掛鉤的目的 - 每個類都有一個方法列表,存放着方法的名字和方法實現的映射關係,
selector
的本質其實就是方法名,IMP
有點類似函數指針,指向具體的Method
實現,通過selector
就可以找到對應的IMP
。
- 交換方法的幾種實現方式
- 利用
method_exchangeImplementations
交換兩個方法的實現 - 利用
class_replaceMethod
替換方法的實現 - 利用
method_setImplementation
來直接設置某個方法的IMP
。
- 利用
這裏可以參考簡友這篇:Runtime Method Swizzling開發實例彙總
一道面試題的註解
下面的代碼輸出什麼?
@implementation Son : NSObject
- (id)init
{
self = [super init];
if (self) {
NSLog(@"%@", NSStringFromClass([self class]));
NSLog(@"%@", NSStringFromClass([super class]));
}
return self;
}
@end
先思考一下,會打印出來什麼❓
答案:都輸出 Son
-
class
獲取當前方法的調用者的類,superClass
獲取當前方法的調用者的父類,super
僅僅是一個編譯指示器,就是給編譯器看的,不是一個指針。 - 本質:只要編譯器看到
super
這個標誌,就會讓當前對象去調用父類方法,本質還是當前對象在調用
這個題目主要是考察關於objc
中對 self
和 super
的理解:
self
是類的隱藏參數,指向當前調用方法的這個類的實例。而super
本質是一個編譯器標示符,和self
是指向的同一個消息接受者當使用
self
調用方法時,會從當前類的方法列表中開始找,如果沒有,就從父類中再找;而當使用
super
時,則從父類的方法列表中開始找。然後調用父類的這個方法調用
[self class]
時,會轉化成objc_msgSend
函數
id objc_msgSend(id self, SEL op, ...)
- 調用 `[super class]`時,會轉化成 `objc_msgSendSuper` 函數.
id objc_msgSendSuper(struct objc_super *super, SEL op, ...)
第一個參數是 objc_super 這樣一個結構體,其定義如下
struct objc_super {
__unsafe_unretained id receiver;
__unsafe_unretained Class super_class;
};
第一個成員是 receiver, 類似於上面的 objc_msgSend函數第一個參數self
第二個成員是記錄當前類的父類是什麼,告訴程序從父類中開始找方法,找到方法後,最後內部是使用 objc_msgSend(objc_super->receiver, @selector(class))去調用, 此時已經和[self class]調用相同了,故上述輸出結果仍然返回 Son
objc Runtime 開源代碼對- (Class)class方法的實現
-(Class)class { return object_getClass(self);
}
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Runtime & Runloop 常面問題整理(附答案)
同一個面試問題並非只有一個答案,而同一個答案並不是在任何面試場合都有效,關鍵在於應聘者掌握了規律後,對面試的具體情況進行把握,有意識地揣摩面試官提出問題的心理 (真實問答),要 get 的到問的點,然後答其所問,算是“ 投其所好 ”吧。
摘錄:
http://www.jianshu.com/p/56e40ea56813
http://www.jianshu.com/p/f9eb6b315c08
Runtime
01 / objc在向一個對象發送消息時,發生了什麼? |
參考1:根據對象的 isa 指針找到類對象 id,在查詢類對象裏面的 methodLists 方法函數列表,如果沒有在好到,在沿着 superClass ,尋找父類,再在父類 methodLists 方法列表裏面查詢,最終找到 SEL ,根據 id 和 SEL 確認 IMP(指針函數),在發送消息; |
02 / 問題:什麼時候會報unrecognized selector錯誤?iOS有哪些機制來避免走到這一步? |
參考1:當發送消息的時候,我們會根據類裏面的 methodLists 列表去查詢我們要動用的SEL,當查詢不到的時候,我們會一直沿着父類查詢,當最終查詢不到的時候我們會報 unrecognized selector 錯誤,當系統查詢不到方法的時候,會調用 +(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel 動態解釋的方法來給我一次機會來添加,調用不到的方法。或者我們可以再次使用 -(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector 重定向的方法來告訴系統,該調用什麼方法,一來保證不會崩潰。 |
03 / 問題:能否向編譯後得到的類中增加實例變量?能否向運行時創建的類中添加實例變量?爲什麼? |
參考1:1、不能向編譯後得到的類增加實例變量 2、能向運行時創建的類中添加實例變量。 |
分析:1. 編譯後的類已經註冊在 runtime 中,類結構體中的 objc_ivar_list 實例變量的鏈表和 instance_size 實例變量的內存大小已經確定,runtime會調用 class_setvarlayout 或 class_setWeaklvarLayout 來處理strong weak 引用.所以不能向存在的類中添加實例變量。2. 運行時創建的類是可以添加實例變量,調用class_addIvar函數. 但是的在調用 objc_allocateClassPair 之後,objc_registerClassPair 之前,原因同上. |
04 / 問題:runtime如何實現weak變量的自動置nil? |
參考1:runtime 對註冊的類, 會進行佈局,對於 weak 對象會放入一個 hash 表中。 用 weak 指向的對象內存地址作爲 key,當此對象的引用計數爲0的時候會 dealloc,假如 weak 指向的對象內存地址是a,那麼就會以a爲鍵, 在這個 weak 表中搜索,找到所有以a爲鍵的 weak 對象,從而設置爲 nil。 |
05 / 問題:給類添加一個屬性後,在類結構體裏哪些元素會發生變化? |
參考1:instance_size :實例的內存大小;objc_ivar_list *ivars:屬性列表 |
RunLoop
01 / 問題:runloop是來做什麼的?runloop和線程有什麼關係?主線程默認開啓了runloop麼?子線程呢? |
參考1:runloop: 從字面意思看:運行循環、跑圈,其實它內部就是do-while循環,在這個循環內部不斷地處理各種任務(比如Source、Timer、Observer)事件。runloop和線程的關係:一個線程對應一個RunLoop,主線程的RunLoop默認創建並啓動,子線程的RunLoop需手動創建且手動啓動(調用run方法)。RunLoop只能選擇一個Mode啓動,如果當前Mode中沒有任何Source(Sources0、Sources1)、Timer,那麼就直接退出RunLoop。 |
02 / 問題:runloop的mode是用來做什麼的?有幾種mode? |
參考1:model:是runloop裏面的運行模式,不同的模式下的runloop處理的事件和消息有一定的差別。系統默認註冊了5個Mode:(1)kCFRunLoopDefaultMode: App的默認 Mode,通常主線程是在這個 Mode 下運行的。(2)UITrackingRunLoopMode: 界面跟蹤 Mode,用於 ScrollView 追蹤觸摸滑動,保證界面滑動時不受其他 Mode 影響。(3)UIInitializationRunLoopMode: 在剛啓動 App 時第進入的第一個 Mode,啓動完成後就不再使用。(4)GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系統事件的內部 Mode,通常用不到。(5)kCFRunLoopCommonModes: 這是一個佔位的 Mode,沒有實際作用。注意iOS 對以上5中model進行了封裝 NSDefaultRunLoopMode、NSRunLoopCommonModes |
03 / 問題:爲什麼把NSTimer對象以NSDefaultRunLoopMode(kCFRunLoopDefaultMode)添加到主運行循環以後,滑動scrollview的時候NSTimer卻不動了? |
參考1:nstime對象是在 NSDefaultRunLoopMode下面調用消息的,但是當我們滑動scrollview的時候,NSDefaultRunLoopMode模式就自動切換到UITrackingRunLoopMode模式下面,卻不可以繼續響應nstime發送的消息。所以如果想在滑動scrollview的情況下面還調用nstime的消息,我們可以把nsrunloop的模式更改爲NSRunLoopCommonModes. |
04 / 問題:蘋果是如何實現Autorelease Pool的? |
參考1:Autorelease Pool作用:緩存池,可以避免我們經常寫relase的一種方式。其實就是延遲release,將創建的對象,添加到最近的autoreleasePool中,等到autoreleasePool作用域結束的時候,會將裏面所有的對象的引用計數器 - autorelease. |
附上寫的小樣 Demo,重要的部分代碼中都有相應的註解和文字打印,運行程序可以很直觀的表現