Objective-C Runtime 1小时入门教程

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。也就是说用C++编写的程序通过编译器直接把函数地址硬编码进入可执行文件;而Objective-C无法通过编译器直接把函数地址硬编码进入可执行文件,而是在程序运行的时候,利用Runtime根据条件判断作出决定。函数标识与函数过程的真正内容之间的关联可以动态修改。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:


#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:


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。


typedef struct objc_selector SEL;

objc_selector的定义如下:


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:


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。


typedef struct objc_method Method;

objc_method的定义如下:


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


typedef struct objc_ivar Ivar;

objc_ivar的定义如下:


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:


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:


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:


typedef struct objc_cache Cache

objc_cache的定义如下:


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:


typedef struct objc_category Category;

objc_category的定义如下:


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


[receiver oneMethod];

Runtime会将其转成类似这样的代码


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!


#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


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):


((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


@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


#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 = [@{} 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 = [@{} 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 = [@{} 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


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:


#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:


#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


#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


#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

People.m


#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


#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:


#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 = [@{} 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:


#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


#import <Foundation/Foundation.h>

@interface People : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString name;

- (void)sing;

@end


创建People.m


#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:


#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


#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Bird : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString name;

@end

Bird.m


#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:


#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


#import <Foundation/Foundation.h>

@interface People : NSObject

@end

People.m


#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:


#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

原文地址

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)