iOS主要知识点梳理回顾-3-运行时

运行时（runtime）

        运行时是OC的重要特性，也是OC动态性的根本支撑。动态，如果利用好了，扩展性就很强。当然了，OC的动态性只能算是一个一般水平。与swift、java这种强类型校验的语言相比，OC动态性很强，和js这种纯动态的语言（随时给类增加函数、属性）相比，OC的动态性就弱很多。动态，可以帮助我们在运行时修改类的属性、函数、甚至创建一个新类

相关知识点

消息机制

        OC中的方法调用、属性读写等都是通过消息机制来处理的，当我们调用一个方法时，其实是向那个实例发送了一个消息（包含类方法，类本身是Class的实例）。所以后面的一些功能特点其实也使用了消息机制的特性，这里我们主要说说消息转发。

OC的函数调用实际上发送了一条消息，那调用过程就是消息处理过程，首先从类方法或者实例方法列表中获取你要调用的方法，如果没找到就进入转发流程。转发流程中预留了可扩展的点，大致过程是这样的

1. 动态解析，此过程如果正确添加了方法就执行方法并结束转发，否则继续下面的步骤
2. 备用接收者，转发给其他类/实例，如果不转发，则继续下面的步骤
3. 完整转发，获取方法签名并转发，如果正确设置了签名并转发则结束，否则继续
4. 调用未找到方法函数并抛出异常

动态解析

类方法动态解析（resolveClassMethod）

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel {
    NSString *selName = NSStringFromSelector(sel);
    NSLog(@"%s : %@", __func__, selName);
    if (sel == @selector(greet)) {
        // 动态添加 +greet 方法
        class_addMethod(object_getClass(self), sel, (IMP)greet1, "v@:");
    }
    return NO;
}

void greet1(id self, SEL _cmd) {
    NSLog(@"Hello from MyClass!");
}

这里我用class_addMethod来动态添加了一个方法，方法名是greet，方法的实现指向了greet1.还应该注意到class_addMethod的第一个参数，他的类型是Class，如果写self是不生效的，需要用object_getClass(self)才可以。原因是我们要给原类增加方法，具体：

• object_getClass(self) 返回类的 元类（meta-class），是 self 的类的类对象。
• self和self.class 返回的是 类对象，即当前类本身。

实例方法动态解析（resolveInstanceMethod）

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)aSelector {

    if (aSelector == @selector(greet)) {
        class_addMethod(self, aSelector, (IMP)greet1, "v@:");
    }
    
    return [super resolveClassMethod:aSelector];
}

这里和类方法的创建只是第一个参数有差别，其他一样

关于返回值我没发现区别，关键还在于是不是正确的添加了方法，如果添加了则不再继续后续转发步骤，否则不论返回YES还是NO都会继续后面的步骤。

备用接收者

如果 resolveInstanceMethod（或class）没有正确的添加方法，Runtime 会调用 forwardingTargetForSelector: 方法。在这个阶段，你可以返回一个对象，如果是类方法返回类。Runtime 将会尝试将消息转发给这个对象或类，如果这个对象或类能够响应消息，消息就被解析了。后面将不再单独区分类还是实例，方法名都一样，只是+方法和-方法的区别

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    
    if (aSelector == @selector(greet)) {
        return [[OtherClass alloc] init];
    }
    
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector]; // 确保继续转发
}

完整转发

如果没有设置备用接收者，将进入最后的完整转发阶段，Runtime 会调用 methodSignatureForSelector: 方法获取方法的签名，然后再调用 forwardInvocation: 方法来处理消息。在 forwardInvocation: 中，你可以自定义消息的处理逻辑，包括选择使用哪个对象来处理消息。

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    // 将消息转发给 OtherClass
    [anInvocation invokeWithTarget:[[OtherClass alloc] init]]; 
}

关于signature的书写规则参考：

未找到方法

如果最终消息无法解析，以上步骤都失败，Runtime 将会调用 doesNotRecognizeSelector: 方法，该方法默认会抛出异常，导致程序崩溃。

应用，消息机制是OC动态特性的一个体现，我们可以动态的处理函数调用，增加切入操作等。
 

方法交换

        方法交换多用于做一些监控或者跟踪，这个时候，本质上是把一些代码注入到了系统的关键函数中，如生命周期函数。举个例子，我想监控用户的页面浏览过程，那就可以给UIViewController的viewWillAppear做个注入（用新的viewWillAppear方法替换并包含原viewWillAppear的逻辑，所以往往是替换之后有调用了一下原方法），这样用户每打开一个页面都可以被监控到同时还保留了原viewWillAppear做的事情。

事例简单 不在赘述

类和实例的操作

我们可以通过运行时函数，

• 创建类(objc_allocateClassPair)
• 关联对象（objc_setAssociatedObject、objc_getAssociatedObject给类扩展属性）
• 创建函数（class_getMethodImplementation）
• 获取类的属性列表（class_copyPropertyList）
• 函数列表（class_copyMethodList）

这些有啥用，属性扩展经常用，创建函数可以用于异常兜底，属性列表可以做成解析器（把json解析成具体的实例）

关类别和类的扩展，都可创建单独的文件

- 类别，就是有别名的扩展，创建类别时会生成h+m文件。既然有.m文件，那么就可以实现缺失的逻辑，就是说他可以对系统类(比如UIImage)进行扩展。如果增加函数，自己写实现；关联对象，实现增加属性的效果，自己实现其getter和setter。类别会增加类的能力，方便我们开发，但是如果扩展的是系统的类，推荐命名时做好隔离。扩展的过程，一旦出现重名，可能会带来很多不稳定结果，如果和系统函数重名，将会覆盖系统函数，如果和其他类别扩展的函数重名了，则会根据加载顺序，被后加载的文件覆盖，结果将会不稳定。

举例如下，其中括号里面的Help是类别的名称，示例中，我没有加前缀。

/// .h文件
@interface UIImage (Help)

/// name
@property (nonatomic, copy) NSString *imageName;

/// Get a image of target color
- (UIImage *)imageWithColor:(UIColor *)color;

@end

/// .m文件
@implementation UIViewController(Help)

- (UIImage *)imageWithColor:(UIColor *)color {
    // 具体实现...
    return image;
}

- (NSString *)imageName {
    return objc_getAssociatedObject(self, @selector(imageName));
}

- (void)setImageName:(NSString *)imageName {
    objc_setAssociatedObject(self, @selector(imageName), imageName, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}

@end

- 类的扩展，没有别名(匿名)，创建类的扩展时你会发现，他只有一个h文件，所以不给你写实现的机会。没有实现，那就只能给你有源码（自定义类）进行扩展。那可能有人说：有源码，我扩展个鸟，直接去改就行了。类的扩展可以帮助我们在不同的场景下报漏不同的属性、函数，方便管理；也可以在日常开发中书写私有属性，不对外曝露。

代码示例如下

@interface MyClass ()

/// name
@property (nonatomic, copy) NSString *cName;

- (void)doSomething;

@end