oc 運行時

##1. runtime ##
詳細描述

一、runtime簡介

1.示例：

概念綜述：

• 消息傳遞(對象消息傳遞)：對象消息傳遞是一種動態特性，既接收器和接收器中被調用的方法是在運行時確定的。
• 消息傳遞表達式：包含消息和接收器，而消息又由選擇器和相應的輸入參數構成。
• 選擇器：是一種分段的文本字符串，每個分段以冒號結尾並且後面跟參數，含有一個以上的分段選擇器可以擁有空選擇器分段（既不帶名稱的參數）。

@interface LYMCalculator : NSObject
- (int)sumAddend1:(NSInteger)a1 addend2:(NSInteger)a2;
- (int)sumAddend1:(NSInteger)a1 :(NSInteger)a2;//空選擇器分段
@end
//程序調用
LYMCalculator *cal = [[LYMCalculator alloc]init];
NSLog(@"calculator result:%ld", [cal sumAddend1:25 :10]);

• 選擇器的數據類型(SEL):是一種特殊的Objective-c數據類型,他用於在編譯源碼時使用具有唯一性的標符替換選擇器，使用@selector或者NSSelectorFromString()函數，可以創建類型爲SEL類型的變量。

        //Objective c 運行時系統含有許多將SEL型變量用作參數的動態方法
//        SEL myMethod = @selector(sumAddend1::);
        SEL myMethod = NSSelectorFromString(@"sumAddend1::");
        [cal performSelector:myMethod withObject:[NSNumber numberWithInt:10] withObject:[NSNumber numberWithInt:12]];

• 方法簽名：1. 定義了方法的輸入參數和返回值類型；2：方法簽名不匹配：是指編譯器無法爲對象消息確定適當的方法；或者方法聲明與實際運行時實際執行的方法不匹配，這會導致從編譯器警告到運行時錯誤的各種問題；要避免出現這種情況，最好爲擁有不同方法簽名的方法設置不同的名稱。

@implementation LYMCalaulator
-(NSNumber*)sumAddend1:(NSNumber*)a1 :(NSNumber*)a2{
    NSLog(@"Invoking method on %@ object with selecter %@",[self className],NSStringFromSelector(_cmd));
    return [NSNumber numberWithInteger:[a1 integerValue]+[a2 integerValue]];
}
-(NSNumber*)sumAddend1:(NSNumber*)a1 addend2:(NSNumber*)a2{
    
    NSLog(@"Invoking method on %@ object with selecter %@",[self className],NSStringFromSelector(_cmd));
    return [NSNumber numberWithInteger:[a1 integerValue]+[a2 integerValue]];
}
@end
//main 中調用
#pragma clang diagnostic  push
#pragma clang ignored  "-Warc-performSelector-leaks"
        SEL selector1 = @selector(sumAddend1:addend2:);
        id sum1 = [cal performSelector:selector1 withObject:[NSNumber numberWithInteger:20] withObject:[NSNumber numberWithInteger:100]];
        NSLog(@"Sum of %@+%@=%@",@"20",@"100",sum1);
#pragma clang diagnostic  pop

• 動態類型(id)：可以在運行程序時決定對象的類型，因而能夠由運行時的因素決定程序使用哪種類型對象。
• 動態綁定:是指在程序運行時，將方法與消息對應起來的處理過程。實現的oop的多態性，並且能夠在不影響現有代碼的情況下，將新對象和代碼添加到程序中，從而降低對象的耦合度。
• 動態方法決議：能夠以動態方式實現方法。@dynamic指令可以告知編譯器與某個屬性關聯的方法會以動態的方式實現，在NSObject中含有+(BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel；和+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel使用它們能夠以動態方式分別實現由選擇器指定的實例和方法。

#import "LYMCalaulator.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation LYMCalaulator
id absoluteValue(id self,SEL _cmd,id value){
    NSInteger inVal = [value integerValue];
    if (inVal < 0) {
        return [NSNumber numberWithInteger:(inVal*-1)];
    }
    return value;
}
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    NSString *method = NSStringFromSelector(sel);
    if ([method hasPrefix:@"absoluteValue"]) {
        class_addMethod([self class], sel, (IMP)absoluteValue, "@@:@");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
-(NSNumber*)sumAddend1:(NSNumber*)a1 :(NSNumber*)a2{
    NSLog(@"Invoking method on %@ object with selecter %@",[self className],NSStringFromSelector(_cmd));
    return [NSNumber numberWithInteger:[a1 integerValue]+[a2 integerValue]];
}
-(NSNumber*)sumAddend1:(NSNumber*)a1 addend2:(NSNumber*)a2{
    
    NSLog(@"Invoking method on %@ object with selecter %@",[self className],NSStringFromSelector(_cmd));
    return [NSNumber numberWithInteger:[a1 integerValue]+[a2 integerValue]];
}
@end
//mian
       SEL selector2 = NSSelectorFromString(@"absoluteValue");
        id sum2 = [cal performSelector:selector2 withObject:[NSNumber numberWithInteger:-20]];
        NSLog(@"Absolute value of %@=%@",[NSNumber numberWithInteger:-20],sum2);
       //結果
       2019-04-12 09:01:28.622159+0800 LYMObjc[1894:31091] Absolute value of -20=20

• 動態加載(NSBundle)：可以根據需要加載oc可執行代碼或者源代碼，而無需再程序啓動時候加載它的所有組件。
• 對象內省:可以測試對象的繼承性、行爲和一致性。

NSString *greeting(id self,SEL __cmd){
    return [NSString stringWithFormat:@"hello world! %@ %@",self,NSStringFromSelector(__cmd)];
}
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //運行時創建一個類
   Class myClass = objc_allocateClassPair([NSObject class], "myClass", 0);
    
//    Method description =  class_getInstanceMethod([NSObject class], @selector(description));
//    const char *type = method_getTypeEncoding(description);
    class_addMethod(myClass, @selector(greeting), (IMP)greeting, "@@:");
    
    //註冊類
    objc_registerClassPair(myClass);
    
    id clao = [[myClass alloc]init];
    NSLog(@"%@",objc_msgSend(clao,NSSelectorFromString(@"greeting")));
    // Do any additional setup after loading the view.
}

The Objective-C language defers as many decisions as it can from compile time and link time to runtime. Whenever possible, it does things dynamically. This means that the language requires not just a compiler, but also a runtime system to execute the compiled code. The runtime system acts as a kind of operating system for the objective-c language; it’s what makes the language work.

運行時, 就是儘可能地把決定從編譯器推遲到運行期, 就是儘可能地做到動態. 只是在運行的時候纔會去確定對象的類型和方法的. 因此利用Runtime機制可以在程序運行時動態地修改類和對象中的所有屬性和方法.

• Objective-C中：任何方法的調用本質上都是發送消息, runtime根據該消息做出反應.
• 對於OC的函數，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

二、使用

1. 在Objective-C代碼中使用Runtime, 需要引入：

//可以單獨使用下面的方式引入，但是會缺少一些方法
//#import  <objc/runtime.h>
//包含 runtime所有需要的接口
#import <objc/message.h>

2. xcode5 之後蘋果不建議使用較低層的方法；

二、runtime作用

####1.發送消息

• objc_msgSend,只有對象才能發送消息，因此以objc開頭.
• 消息機制簡單使用

 	// 創建person對象
    Person *p = [[Person alloc] init];
    
    // 調用對象方法
    [p eat];
    
    // 本質：讓對象發送消息
    objc_msgSend(p, @selector(eat));

    // 調用類方法的方式：兩種
    // 第一種通過類名調用
    [Person eat];
    // 第二種通過類對象調用
    [[Person class] eat];
    
    // 用類名調用類方法，底層會自動把類名轉換成類對象調用
    // 本質：讓類對象發送消息
    objc_msgSend([Person class], @selector(eat));

• 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
• 報錯或者參數錯誤問題：

project -> bulid setting -> 搜索“msg” -> 將“Enable Strict Checking of objc_msgSend Calls”改爲“NO”

2.交換方法

• 開發使用場景:系統自帶的方法功能不夠，給系統自帶的方法擴展一些功能，並且保持原有的功能。
• 方式一:繼承系統的類，重寫方法.
• 方式二:使用runtime,交換方法.

***需求：***給imageNamed方法提供功能，每次加載圖片就判斷下圖片是否加載成功。

    // 步驟一：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;
    // 步驟二：交換imageNamed和imageWithName的實現，就能調用imageWithName，間接調用imageWithName的實現。
    UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"123"];
    
}

注意： 交換方法實現,方法都是定義在類裏面
* class_getMethodImplementation:獲取方法實現
* class_getInstanceMethod:獲取對象
* class_getClassMethod:獲取類方法
* IMP:方法實現

// 加載分類到內存的時候調用
+ (void)load
{
    // 交換方法
    
    // 獲取imageWithName方法地址
    Method imageWithName = class_getClassMethod(self, @selector(imageWithName:));
    
    // 獲取imageWithName方法地址
    Method imageName = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:));

    // 交換方法地址，相當於交換實現方式
    method_exchangeImplementations(imageWithName, imageName);
    
    
}

// 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.

// 既能加載圖片又能打印
+ (instancetype)imageWithName:(NSString *)name
{
   
    // 這裏調用imageWithName，相當於調用imageName
    UIImage *image = [self imageWithName:name];
    
    if (image == nil) {
        NSLog(@"加載空的圖片");
    }
    
    return image;
}


@end

• 交換原理：

  • 交換之前：
    

  • 交換之後：
    

####3.動態添加方法

• 開發使用場景：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。
• 經典面試題：有沒有使用performSelector，其實主要想問你有沒有動態添加過方法。
• 簡單使用

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    
    Person *p = [[Person alloc] init];
    
    // 默認person，沒有實現eat方法，可以通過performSelector調用，但是會報錯。
    // 動態添加方法就不會報錯
    [p performSelector:@selector(eat)];
    
}


@end


@implementation Person
// void(*)()
// 默認方法都有兩個隱式參數，
void eat(id self,SEL sel)
{
    NSLog(@"%@ %@",self,NSStringFromSelector(sel));
}

// 當一個對象調用未實現的方法，會調用這個方法處理,並且會把對應的方法列表傳過來.
// 剛好可以用來判斷，未實現的方法是不是我們想要動態添加的方法
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    
    if (sel == @selector(eat)) {
        // 動態添加eat方法
        
        // 第一個參數：給哪個類添加方法
        // 第二個參數：添加方法的方法編號
        // 第三個參數：添加方法的函數實現（函數地址）
        // 第四個參數：函數的類型，(返回值+參數類型) v:void @:對象->self :表示SEL->_cmd
        class_addMethod(self, @selector(eat), eat, "v@:");
        
    }
    
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
@end

####4.給分類添加屬性

• 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。

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    
    // 給系統NSObject類動態添加屬性name
    
    NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
    objc.name = @"小碼哥";
    NSLog(@"%@",objc.name);
    
}


@end


// 定義關聯的key
static const char *key = "name";

@implementation NSObject (Property)

- (NSString *)name
{
    // 根據關聯的key，獲取關聯的值。
    return objc_getAssociatedObject(self, key);
}

- (void)setName:(NSString *)name
{
    // 第一個參數：給哪個對象添加關聯
    // 第二個參數：關聯的key，通過這個key獲取
    // 第三個參數：關聯的value
    // 第四個參數:關聯的策略
    objc_setAssociatedObject(self, key, name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

@end

####5.字典轉模型

• 設計模型：字典轉模型的第一步
  • 模型屬性，通常需要跟字典中的key一一對應
  • 問題：一個一個的生成模型屬性，很慢？
  • 需求：能不能自動根據一個字典，生成對應的屬性。
  • 解決：提供一個分類，專門根據字典生成對應的屬性字符串。

	@implementation NSObject (Log)


// 自動打印屬性字符串
+ (void)resolveDict:(NSDictionary *)dict{

    // 拼接屬性字符串代碼
    NSMutableString *strM = [NSMutableString string];
    
    // 1.遍歷字典，把字典中的所有key取出來，生成對應的屬性代碼
    [dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id  _Nonnull key, id  _Nonnull obj, BOOL * _Nonnull stop) {
        
        // 類型經常變，抽出來
         NSString *type;
        
        if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFString")]) {
            type = @"NSString";
        }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFArray")]){
            type = @"NSArray";
        }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFNumber")]){
            type = @"int";
        }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFDictionary")]){
            type = @"NSDictionary";
        }

        
        // 屬性字符串
        NSString *str;
        if ([type containsString:@"NS"]) {
            str = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, strong) %@ *%@;",type,key];
        }else{
            str = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, assign) %@ %@;",type,key];
        }
        
        // 每生成屬性字符串，就自動換行。
        [strM appendFormat:@"\n%@\n",str];
        
    }];
    
    // 把拼接好的字符串打印出來，就好了。
    NSLog(@"%@",strM);
    
}


@end

• 字典轉模型的方式一：KVC

@implementation Status


+ (instancetype)statusWithDict:(NSDictionary *)dict
{
    Status *status = [[self alloc] init];
    
    [status setValuesForKeysWithDictionary:dict];
    
    return status;
    
}

@end

• 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。

- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key
{
    
}

• 字典轉模型的方式二：Runtime
  • 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。
  • 步驟：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轉。

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    
    // 解析Plist文件
    NSString *filePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"status.plist" ofType:nil];

    NSDictionary *statusDict = [NSDictionary dictionaryWithContentsOfFile:filePath];
    
    // 獲取字典數組
    NSArray *dictArr = statusDict[@"statuses"];
    
    // 自動生成模型的屬性字符串
//    [NSObject resolveDict:dictArr[0][@"user"]];
    
    
    _statuses = [NSMutableArray array];
    
    // 遍歷字典數組
    for (NSDictionary *dict in dictArr) {
        
        Status *status = [Status modelWithDict:dict];
        
        [_statuses addObject:status];
        
    }
    
    // 測試數據
    NSLog(@"%@ %@",_statuses,[_statuses[0] user]);
    
    
}

@end

@implementation NSObject (Model)

+ (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict
{
    // 思路：遍歷模型中所有屬性-》使用運行時
    
    // 0.創建對應的對象
    id objc = [[self alloc] init];
    
    // 1.利用runtime給對象中的成員屬性賦值
    
    // class_copyIvarList:獲取類中的所有成員屬性
    // Ivar：成員屬性的意思
    // 第一個參數：表示獲取哪個類中的成員屬性
    // 第二個參數：表示這個類有多少成員屬性，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。
    /* 類似下面這種寫法
     
     Ivar ivar;
     Ivar ivar1;
     Ivar ivar2;
     // 定義一個ivar的數組a
     Ivar a[] = {ivar,ivar1,ivar2};
     
     // 用一個Ivar *指針指向數組第一個元素
     Ivar *ivarList = a;
     
     // 根據指針訪問數組第一個元素
     ivarList[0];
     
     */
    unsigned int count;
    
    // 獲取類中的所有成員屬性
    Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
    
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        // 根據角標，從數組取出對應的成員屬性
        Ivar ivar = ivarList[i];
        
        // 獲取成員屬性名
        NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
        
        // 處理成員屬性名->字典中的key
        // 從第一個角標開始截取
        NSString *key = [name 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
        if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]]) {
            // 字典轉模型
            // 獲取模型的類對象，調用modelWithDict
            // 模型的類名已知，就是成員屬性的類型
            
            // 獲取成員屬性類型
           NSString *type = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
          // 生成的是這種@"@\"User\"" 類型 -》 @"User"  在OC字符串中 \" -> "，\是轉義的意思，不佔用字符
            // 裁剪類型字符串
            NSRange range = [type rangeOfString:@"\""];

           type = [type substringFromIndex:range.location + range.length];
            
            range = [type rangeOfString:@"\""];
            
            // 裁剪到哪個角標，不包括當前角標
          type = [type substringToIndex:range.location];

            
            // 根據字符串類名生成類對象
            Class modelClass = NSClassFromString(type);
            

            if (modelClass) { // 有對應的模型才需要轉
                
                // 把字典轉模型
                value  =  [modelClass modelWithDict:value];
            }
            
            
        }
        
        // 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
            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 modelWithDict:dict];
                    [arrM addObject:model];
                }
                
                // 把模型數組賦值給value
                value = arrM;
                
            }
        }
        
        
        if (value) { // 有值，才需要給模型的屬性賦值
            // 利用KVC給模型中的屬性賦值
            [objc setValue:value forKey:key];
        }
        
    }
    
    return objc;
}

@end