runtime

系统管理员 2022-06-13 07:41 204阅读 0赞

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> 1.  runtime 概念
> 2.  runtime 消息机制
> 3.  runtime 方法调用流程「消息机制」
> 4.  runtime 运行时常见作用
> 5.  runtime 常用开发应用场景「工作掌握」  
>     1.runtime 交换方法  
>     2.runtime 给分类动态添加属性  
>     3.runtime 字典转模型（Runtime 考虑三种情况实现）
> 6.  runtime 运行时其它作用「面试熟悉」  
>     1.动态添加方法  
>     2.动态变量控制  
>     3.实现NSCoding的自动归档和解档  
>     4.runtime 下Class的各项操作  
>     5.runtime 几个参数概念
> 7.  什么是 method swizzling（俗称黑魔法）
> 8.  最后一道面试题的注解
> 9.  runtime模块简友文章推荐

runtime 概念

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**Objective-C** 是基于 C 的，它为 C 添加了面向对象的特性。它将很多静态语言在编译和链接时期做的事放到了 runtime 运行时来处理，可以说 **runtime** 是我们 Objective-C 幕后工作者。

*  **runtime**（`简称运行时`），是一套 纯C(C和汇编写的) 的API。而 OC 就是 **运行时机制**，也就是在运行时候的一些机制，其中最主要的是 **消息机制**。
 *  对于 C 语言，**函数的调用在编译的时候会决定调用哪个函数**。
 *  OC的函数调用成为消息发送，属于 **动态调用过程**。在编译的时候并不能决定真正调用哪个函数，只有在真正运行的时候才会根据函数的名称找到对应的函数来调用。
 *  事实证明：在编译阶段，OC 可以 **调用任何函数**，即使这个函数并未实现，只要声明过就不会报错，只有当运行的时候才会报错，这是因为OC是运行时动态调用的。而 C 语言 **调用未实现的函数** 就会报错。

runtime 消息机制

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我们写 OC 代码，它在运行的时候也是转换成了 `runtime` 方式运行的。任何方法调用本质：就是发送一个消息（用 `runtime`发送消息，OC 底层实现通过 `runtime` 实现）。

**消息机制原理**：对象根据方法编号SEL去映射表查找对应的方法实现。

每一个 OC 的方法，底层必然有一个与之对应的 `runtime` 方法。

![1240][]

OC-->runtime

简单示例：  
验证：方法调用，是否真的是转换为消息机制？

*  必须要导入头文件 `#import <objc/message.h>`
    
     *  **注解1**：我们导入系统的头文件，一般用尖括号。
     *  **注解2**：OC 解决消息机制方法提示步骤【查找`build setting` -> 搜索`msg` -> `objc_msgSend`（YES --> NO）】
     *  **注解3**：最终生成消息机制,编译器做的事情，最终代码，需要把当前代码重新编译，用xcode编译器，【`clang -rewrite-objc main.m` 查看最终生成代码】，示例：`cd main.m --> 输入前面指令，就会生成 .opp文件(C++代码)`
     *  **注解4**：这里一般不会直接导入`<objc/runtime.h>`
        
        ![1240 1][]
        
        message.h
 *  示例代码：OC 方法-->runtime 方法

说明: eat(无参) 和 run(有参) 是 Person模型类中的私有方法「可以帮我调用私有方法」；
    
    // Person *p = [Person alloc];
    // 底层的实际写法
    Person *p = objc_msgSend(objc_getClass("Person"), sel_registerName("alloc"));
    
    // p = [p init];
    p = objc_msgSend(p, sel_registerName("init"));
    
    // 调用对象方法（本质：让对象发送消息）
    //[p eat];
    
    // 本质：让类对象发送消息
    objc_msgSend(p, @selector(eat));
    objc_msgSend([Person class], @selector(run:),20);
    
    //--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
    // 也许下面这种好理解一点
    
    // id objc = [NSObject alloc];
    id objc = objc_msgSend([NSObject class], @selector(alloc));
    
    // objc = [objc init];
    objc = objc_msgSend(objc, @selector(init));

runtime 方法调用流程「消息机制」

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面试：消息机制方法调用流程

*  怎么去调用`eat`方法，对象方法：(保存到类对象的方法列表) ，类方法：(保存到元类(`Meta Class`)中方法列表)。
    
     *  1.OC 在向一个对象发送消息时，`runtime` 库会根据对象的 `isa`指针找到该对象对应的类或其父类中查找方法。。
     *  2.注册方法编号（这里用方法编号的好处，可以快速查找）。
     *  3.根据方法编号去查找对应方法。
     *  4.找到只是最终函数实现地址，根据地址去方法区调用对应函数。

*  补充：一个`objc` 对象的 `isa` 的指针指向什么？有什么作用？
    
     *  每一个对象内部都有一个isa指针，这个指针是指向它的真实类型，根据这个指针就能知道将来调用哪个类的方法。

runtime 常见作用

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*  动态交换两个方法的实现
 *  动态添加属性
 *  实现字典转模型的自动转换
 *  发送消息
 *  动态添加方法
 *  拦截并替换方法
 *  实现 NSCoding 的自动归档和解档

runtime 常用开发应用场景「工作掌握」

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runtime 交换方法

**应用场景**：当第三方框架 或者 系统原生方法功能不能满足我们的时候，我们可以在保持系统原有方法功能的基础上，添加额外的功能。

**需求**：加载一张图片直接用`[UIImage imageNamed:@"image"];`是无法知道到底有没有加载成功。给系统的`imageNamed`添加额外功能（是否加载图片成功）。

*  方案一：继承系统的类，重写方法.（弊端：每次使用都需要导入）
 *  方案二：使用 runtime，交换方法.

**实现步骤**：

*  1.给系统的方法添加分类
 *  2.自己实现一个带有扩展功能的方法
 *  3.交换方法,只需要交换一次,

**案例代码**：方法+调用+打印输出

- (void)viewDidLoad {
        [super viewDidLoad];
        // 方案一：先搞个分类，定义一个能加载图片并且能打印的方法+ (instancetype)imageWithName:(NSString *)name;
        // 方案二：交换 imageNamed 和 ln_imageNamed 的实现，就能调用 imageNamed，间接调用 ln_imageNamed 的实现。
        UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"123"];
    }
    
    #import <objc/message.h>
    @implementation UIImage (Image)
    /** load方法: 把类加载进内存的时候调用,只会调用一次 方法应先交换，再去调用 */
    + (void)load {
    
        // 1.获取 imageNamed方法地址
        // class_getClassMethod（获取某个类的方法）
        Method imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:));
        // 2.获取 ln_imageNamed方法地址
        Method ln_imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(ln_imageNamed:));
    
        // 3.交换方法地址，相当于交换实现方式;「method_exchangeImplementations 交换两个方法的实现」
        method_exchangeImplementations(imageNamedMethod, ln_imageNamedMethod);
    }
    
    /** 看清楚下面是不会有死循环的 调用 imageNamed => ln_imageNamed 调用 ln_imageNamed => imageNamed */
    // 加载图片 且 带判断是否加载成功
    + (UIImage *)ln_imageNamed:(NSString *)name {
    
        UIImage *image = [UIImage ln_imageNamed:name];
        if (image) {
            NSLog(@"runtime添加额外功能--加载成功");
        } else {
            NSLog(@"runtime添加额外功能--加载失败");
        }
        return image;
    }
    
    /** 不能在分类中重写系统方法imageNamed，因为会把系统的功能给覆盖掉，而且分类中不能调用super 所以第二步，我们要 自己实现一个带有扩展功能的方法. + (UIImage *)imageNamed:(NSString *)name { } */
    @end
    
    
    // 打印输出
    2016-02-17 17:52:14.693 runtime[12761:543574] runtime添加额外功能--加载成功

**总结**：我们所做的就是在方法调用流程第三步的时候，交换两个方法地址指向。而且我们改变指向要在系统的`imageNamed:`方法调用前，所以将代码写在了分类的`load`方法里。最后当运行的时候系统的方法就会去找我们的方法的实现。

runtime 给分类动态添加属性

**原理**：给一个类声明属性，其实本质就是给这个类添加关联，并不是直接把这个值的内存空间添加到类存空间。

**应用场景**：给系统的类添加属性的时候,可以使用runtime动态添加属性方法。  
注解：系统 `NSObject` 添加一个分类，我们知道在分类中是不能够添加成员属性的，虽然我们用了`@property`，但是仅仅会自动生成`get`和`set`方法的声明，并没有带下划线的属性和方法实现生成。但是我们可以通过`runtime`就可以做到给它方法的实现。

**需求**：给系统 NSObject 类动态添加属性 `name` 字符串。

**案例代码**：方法+调用+打印

@interface NSObject (Property)
    
    // @property分类:只会生成get,set方法声明,不会生成实现,也不会生成下划线成员属性
    @property NSString *name;
    @property NSString *height;
    @end
    
    @implementation NSObject (Property)
    
    - (void)setName:(NSString *)name {
    
        // objc_setAssociatedObject（将某个值跟某个对象关联起来，将某个值存储到某个对象中）
        // object:给哪个对象添加属性
        // key:属性名称
        // value:属性值
        // policy:保存策略
        objc_setAssociatedObject(self, @"name", name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    }
    
    - (NSString *)name {
        return objc_getAssociatedObject(self, @"name");
    }
    
    // 调用
    NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
    objc.name = @"123";
    NSLog(@"runtime动态添加属性name==%@",objc.name);
    
    // 打印输出
    2016-02-17 19:37:10.530 runtime[12761:543574] runtime动态添加属性--name == 123

**总结**：其实，给属性赋值的本质，就是让属性与一个对象产生关联，所以要给`NSObject`的分类的`name`属性赋值就是让`name`和`NSObject`产生关联，而`runtime`可以做到这一点。

runtime 字典转模型

字典转模型的方式：

*  一个一个的给模型属性赋值（初学者）。
 *  字典转模型**KVC**实现
    
     *  KVC 字典转模型弊端：必须保证，模型中的属性和字典中的`key` 一一对应。
     *  如果不一致，就会调用`[<Status 0x7fa74b545d60> setValue:forUndefinedKey:]` 报`key`找不到的错。
     *  分析:模型中的属性和字典的`key`不一一对应，系统就会调用`setValue:forUndefinedKey:`报错。
     *  解决：重写对象的`setValue:forUndefinedKey:`，把系统的方法覆盖，就能继续使用KVC，字典转模型了。
 *  字典转模型 **Runtime** 实现
    
     *  **思路**：利用运行时，遍历模型中所有属性，根据模型的属性名，去字典中查找`key`，取出对应的值，给模型的属性赋值（从提醒：字典中取值，不一定要全部取出来）。
     *  **考虑情况**：
        
         *  1.当字典的`key`和模型的属性匹配不上。
         *  2.模型中嵌套模型（模型属性是另外一个模型对象）。
         *  3.数组中装着模型（模型的属性是一个数组，数组中是一个个模型对象）。
     *  **注解**：根据上面的三种特殊情况，先是字典的`key`和模型的属性不对应的情况。不对应有两种，一种是字典的键值大于模型属性数量，这时候我们不需要任何处理，因为`runtime`是先遍历模型所有属性，再去字典中根据属性名找对应值进行赋值，多余的键值对也当然不会去看了；另外一种是模型属性数量大于字典的键值对，这时候由于属性没有对应值会被赋值为`nil`，就会导致`crash`，我们只需加一个判断即可。**考虑三种情况下面一一注解**；
     *  **步骤**：提供一个`NSObject`分类，专门字典转模型，以后所有模型都可以通过这个分类实现字典转模型。
 *  **MJExtension** 字典转模型实现
    
     *  底层也是对 `runtime` 的封装，才可以把一个模型中所有属性遍历出来。（你之所以看不懂，是 **MJ** 封装了很多层而已^\_^.）。

这里针对字典转模型 KVC 实现，就不做详解了，如果你 对 KVC 详解使用或是实现原理 不是很清楚的，可以参考 [实用「KVC编码 & KVO监听][KVC_ _ KVO]

**字典转模型 Runtime 方式实现**：  
**说明：下面这个示例，是考虑三种情况包含在内的转换示例，具体可以看图上的注解**

![1240 2][]

Runtime 字典转模型

**1、runtime 字典转模型-->字典的 **key** 和模型的属性不匹配「模型属性数量大于字典键值对数」**，这种情况处理如下：

// Runtime:根据模型中属性,去字典中取出对应的value给模型属性赋值
    // 思路：遍历模型中所有属性->使用运行时
    + (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict
    {
        // 1.创建对应的对象
        id objc = [[self alloc] init];
    
        // 2.利用runtime给对象中的属性赋值
        /** class_copyIvarList: 获取类中的所有成员变量 Ivar：成员变量 第一个参数：表示获取哪个类中的成员变量 第二个参数：表示这个类有多少成员变量，传入一个Int变量地址，会自动给这个变量赋值 返回值Ivar *：指的是一个ivar数组，会把所有成员属性放在一个数组中，通过返回的数组就能全部获取到。 count: 成员变量个数 */
        unsigned int count = 0;
        // 获取类中的所有成员变量
        Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
    
        // 遍历所有成员变量
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            // 根据角标，从数组取出对应的成员变量
            Ivar ivar = ivarList[i];
    
            // 获取成员变量名字
            NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
    
            // 处理成员变量名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)
            NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
    
            // 根据成员属性名去字典中查找对应的value
            id value = dict[key];
    
            // 【如果模型属性数量大于字典键值对数理，模型属性会被赋值为nil】
            // 而报错 (could not set nil as the value for the key age.)
            if (value) {
                // 给模型中属性赋值
                [objc setValue:value forKey:key];
            }
    
        }
    
        return objc;
    }

**注解**：这里在获取模型类中的所有属性名，是采取 `class_copyIvarList` 先获取成员变量（`以下划线开头`） ，然后再处理成员变量名->字典中的key(`去掉 _ ,从第一个角标开始截取`) 得到属性名。

**原因**：`Ivar：成员变量,以下划线开头`，`Property 属性`  
获取类里面属性 `class_copyPropertyList`  
获取类中的所有成员变量 `class_copyIvarList`

{
        int _a; // 成员变量
    }
    
    @property (nonatomic, assign) NSInteger attitudes_count; // 属性
    
    这里有成员变量，就不会漏掉属性；如果有属性，可能会漏掉成员变量；

使用`runtime`字典转模型获取模型属性名的时候，最好获取成员属性名`Ivar`因为可能会有个属性是没有`setter`和`getter`方法的。

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**2、runtime 字典转模型-->模型中嵌套模型「模型属性是另外一个模型对象」**，这种情况处理如下：

+ (instancetype)modelWithDict2:(NSDictionary *)dict
    {
        // 1.创建对应的对象
        id objc = [[self alloc] init];
    
        // 2.利用runtime给对象中的属性赋值
        unsigned int count = 0;
        // 获取类中的所有成员变量
        Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
    
        // 遍历所有成员变量
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            // 根据角标，从数组取出对应的成员变量
            Ivar ivar = ivarList[i];
    
            // 获取成员变量名字
            NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
            // 获取成员变量类型
            NSString *ivarType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
    
            // 替换: @\"User\" -> User
            ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\"" withString:@""];
            ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@" withString:@""];
    
            // 处理成员属性名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)
            NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
    
            // 根据成员属性名去字典中查找对应的value
            id value = dict[key];
    
            //--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
            //
            // 二级转换:如果字典中还有字典，也需要把对应的字典转换成模型
            // 判断下value是否是字典,并且是自定义对象才需要转换
            if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![ivarType hasPrefix:@"NS"]) {
    
                // 字典转换成模型 userDict => User模型, 转换成哪个模型
                // 根据字符串类名生成类对象
                Class modelClass = NSClassFromString(ivarType);
    
                if (modelClass) { // 有对应的模型才需要转
                    // 把字典转模型
                    value = [modelClass modelWithDict2:value];
                }
            }
    
            // 给模型中属性赋值
            if (value) {
                [objc setValue:value forKey:key];
            }
        }
        return objc;
    }

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**3、runtime 字典转模型-->数组中装着模型「模型的属性是一个数组，数组中是字典模型对象」**，这种情况处理如下：

// Runtime:根据模型中属性,去字典中取出对应的value给模型属性赋值
    // 思路：遍历模型中所有属性->使用运行时
    + (instancetype)modelWithDict3:(NSDictionary *)dict
    {
        // 1.创建对应的对象
        id objc = [[self alloc] init];
    
        // 2.利用runtime给对象中的属性赋值
        unsigned int count = 0;
        // 获取类中的所有成员变量
        Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
    
        // 遍历所有成员变量
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            // 根据角标，从数组取出对应的成员变量
            Ivar ivar = ivarList[i];
    
            // 获取成员变量名字
            NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
    
            // 处理成员属性名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)
            NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
    
            // 根据成员属性名去字典中查找对应的value
            id value = dict[key];
    
    
            //--------------------------- <#我是分割线#> ------------------------------//
            //
    
            // 三级转换：NSArray中也是字典，把数组中的字典转换成模型.
            // 判断值是否是数组
            if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) {
                // 判断对应类有没有实现字典数组转模型数组的协议
                // arrayContainModelClass 提供一个协议，只要遵守这个协议的类，都能把数组中的字典转模型
                if ([self respondsToSelector:@selector(arrayContainModelClass)]) {
    
                    // 转换成id类型，就能调用任何对象的方法
                    id idSelf = self;
    
                    // 获取数组中字典对应的模型
                    NSString *type =  [idSelf arrayContainModelClass][key];
    
                    // 生成模型
                    Class classModel = NSClassFromString(type);
                    NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray array];
                    // 遍历字典数组，生成模型数组
                    for (NSDictionary *dict in value) {
                        // 字典转模型
                        id model =  [classModel modelWithDict3:dict];
                        [arrM addObject:model];
                    }
    
                    // 把模型数组赋值给value
                    value = arrM;
    
                }
            }
    
            // 如果模型属性数量大于字典键值对数理，模型属性会被赋值为nil,而报错
            if (value) {
                // 给模型中属性赋值
                [objc setValue:value forKey:key];
            }
        }
        return objc;
    }

![1240 3][]

runtime字典转模型-->数组中装着模型 打印输出

**总结**：我们既然能获取到属性类型，那就可以拦截到模型的那个数组属性，进而对数组中每个模型遍历并字典转模型，但是我们不知道数组中的模型都是什么类型，我们可以声明一个方法，该方法目的不是让其调用，而是让其实现并返回模型的类型。

这里提到的你如果不是很清楚，建议参考我的Demo，重要的部分代码中都有相应的注解和文字打印，运行程序可以很直观的表现。

runtime 其它作用「面试熟悉」

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动态添加方法

**应用场景**：如果一个类方法非常多，加载类到内存的时候也比较耗费资源，需要给每个方法生成映射表，可以使用动态给某个类，添加方法解决。

**注解**：OC 中我们很习惯的会用懒加载，当用到的时候才去加载它，但是实际上只要一个类实现了某个方法，就会被加载进内存。当我们不想加载这么多方法的时候，就会使用到 `runtime` 动态的添加方法。

**需求**：runtime 动态添加方法处理调用一个未实现的方法 和 去除报错。

**案例代码**：方法+调用+打印输出

- (void)viewDidLoad {
        [super viewDidLoad];   
        Person *p = [[Person alloc] init];
        // 默认person，没有实现run:方法，可以通过performSelector调用，但是会报错。
        // 动态添加方法就不会报错
        [p performSelector:@selector(run:) withObject:@10];
    }
    
    @implementation Person
    // 没有返回值,1个参数
    // void,(id,SEL)
    void aaa(id self, SEL _cmd, NSNumber *meter) {
        NSLog(@"跑了%@米", meter);
    }
    
    // 任何方法默认都有两个隐式参数,self,_cmd（当前方法的方法编号）
    // 什么时候调用:只要一个对象调用了一个未实现的方法就会调用这个方法,进行处理
    // 作用:动态添加方法,处理未实现
    + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
    {
        // [NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"run"];
        if (sel == NSSelectorFromString(@"run:")) {
            // 动态添加run方法
            // class: 给哪个类添加方法
            // SEL: 添加哪个方法，即添加方法的方法编号
            // IMP: 方法实现 => 函数 => 函数入口 => 函数名（添加方法的函数实现（函数地址））
            // type: 方法类型，(返回值+参数类型) v:void @:对象->self :表示SEL->_cmd
            class_addMethod(self, sel, (IMP)aaa, "v@:@");
            return YES;
        }
        return [super resolveInstanceMethod:sel];
    }
    @end
    
    // 打印输出
    2016-02-17 19:05:03.917 runtime[12761:543574] runtime动态添加方法--跑了10米

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动态变量控制

> 现在有一个Person类，创建 xiaoming对象

*  动态获取 XiaoMing 类中的所有属性 \[当然包括私有\]
    
        Ivar *ivar = class_copyIvarList([self.xiaoming class], &count);
 *  遍历属性找到对应name字段
    
        const char *varName = ivar_getName(var);
 *  修改对应的字段值成20
    
        object_setIvar(self.xiaoMing, var, @"20");
 *  代码参考
    
        -(void)answer{
           unsigned int count = 0;
           Ivar *ivar = class_copyIvarList([self.xiaoMing class], &count);
           for (int i = 0; i<count; i++) {
               Ivar var = ivar[i];
               const char *varName = ivar_getName(var);
               NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:varName];
               if ([name isEqualToString:@"_age"]) {
                   object_setIvar(self.xiaoMing, var, @"20");
                   break;
               }
           }
           NSLog(@"XiaoMing's age is %@",self.xiaoMing.age);
        }

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实现NSCoding的自动归档和解档

如果你实现过自定义模型数据持久化的过程，那么你也肯定明白，如果一个模型有许多个属性，那么我们需要对每个属性都实现一遍`encodeObject` 和 `decodeObjectForKey`方法，如果这样的模型又有很多个，这还真的是一个十分麻烦的事情。下面来看看简单的实现方式。

假设现在有一个`Movie`类，有3个属性。先看下 **.h**文件

// Movie.h文件
    //1. 如果想要当前类可以实现归档与反归档，需要遵守一个协议NSCoding
    @interface Movie : NSObject<NSCoding>
    
    @property (nonatomic, copy) NSString *movieId;
    @property (nonatomic, copy) NSString *movieName;
    @property (nonatomic, copy) NSString *pic_url;
    @end

如果是正常写法， **.m** 文件应该是这样的：

// 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

如果这里有100个属性，那么我们也只能把100个属性都给写一遍吗。

不过你会使用`runtime`后，这里就有更简便的方法，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位置对应的成员变量
            Ivar ivar = ivars[i];
            // 查看成员变量
            const char *name = ivar_getName(ivar);
            // 归档
            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位置对应的成员变量
            Ivar ivar = ivars[i];
            // 查看成员变量
            const char *name = ivar_getName(ivar);
           // 归档
           NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
          id value = [decoder decodeObjectForKey:key];
           // 设置到成员变量身上
            [self setValue:value forKey:key];
    
            }
            free(ivars);
        } 
        return self;
    }
    @end

这样的方式实现，不管有多少个属性，写这几行代码就搞定了。怎么，代码有点多，  
好说下面看看更加简便的方法：两句代码搞定。

#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

**优化**：上面是`encodeWithCoder` 和 `initWithCoder`这两个方法抽成宏。我们可以把这两个宏单独放到一个文件里面，这里以后需要进行数据持久化的模型都可以直接使用这两个宏。

runtime 下Class的各项操作

**unsigned int count;**

*  获取属性列表
    
        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]);
        }
 *  获取方法列表
    
        Method *methodList = class_copyMethodList([self class], &count);
        for (unsigned int i; i<count; i++) { Method method = methodList[i]; NSLog(@"method---->%@", NSStringFromSelector(method_getName(method))); }
 *  获取成员变量列表
    
        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]);
        }
 *  获取协议列表
    
        __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]);
        }

> 现在有一个Person类，和person创建的xiaoming对象,有test1和test2两个方法

*  获得类方法
    
        Class PersonClass = object_getClass([Person class]);
        SEL oriSEL = @selector(test1);
        Method oriMethod = _class_getMethod(xiaomingClass, oriSEL);
 *  获得实例方法
    
        Class PersonClass = object_getClass([xiaoming class]);
        SEL oriSEL = @selector(test2);
        Method cusMethod = class_getInstanceMethod(xiaomingClass, oriSEL);
 *  添加方法
    
        BOOL addSucc = class_addMethod(xiaomingClass, oriSEL, method_getImplementation(cusMethod), method_getTypeEncoding(cusMethod));
 *  替换原方法实现
    
        class_replaceMethod(toolClass, cusSEL, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));
 *  交换两个方法的实现
    
        method_exchangeImplementations(oriMethod, cusMethod);

常用方法

// 得到类的所有方法
        Method *allMethods = class_copyMethodList([Person class], &count);
    // 得到所有成员变量
        Ivar *allVariables = class_copyIvarList([Person class], &count);
    // 得到所有属性
        objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([Person class], &count);
    // 根据名字得到类变量的Ivar指针，但是这个在OC中好像毫无意义
    Ivar oneCVIvar = class_getClassVariable([Person class], name);
    // 根据名字得到实例变量的Ivar指针
        Ivar oneIVIvar = class_getInstanceVariable([Person class], name);
    // 找到后可以直接对私有变量赋值
        object_setIvar(_per, oneIVIvar, @"Mike");//强制修改name属性
    /* 动态添加方法： 第一个参数表示Class cls 类型； 第二个参数表示待调用的方法名称； 第三个参数(IMP)myAddingFunction，IMP是一个函数指针，这里表示指定具体实现方法myAddingFunction； 第四个参数表方法的参数，0代表没有参数； */
        class_addMethod([_per class], @selector(sayHi), (IMP)myAddingFunction, 0);
    // 交换两个方法
        method_exchangeImplementations(method1, method2);
    
    // 关联两个对象
    objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
    /* id object :表示关联者，是一个对象，变量名理所当然也是object const void *key :获取被关联者的索引key id value :被关联者，这里是一个block objc_AssociationPolicy policy : 关联时采用的协议，有assign，retain，copy等协议，一般使用OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC */

runtime 几个参数概念

以上的几种方法应该算是`runtime`在实际场景中所应用的大部分的情况了，平常的编码中差不多足够用了。  
这里在对 `runtime` 几个参数概念，做一简单说明

**1、objc\_msgSend**  
这是个最基本的用于发送消息的函数。  
其实编译器会根据情况在`objc_msgSend`， `objc_msgSend_stret`,，`objc_msgSendSuper`， 或 `objc_msgSendSuper_stret` 四个方法中选择一个来调用。如果消息是传递给超类，那么会调用名字带有 `Super` 的函数；如果消息返回值是数据结构而不是简单值时，那么会调用名字带有`stret`的函数。

**2、SEL**  
`objc_msgSend`函数第二个参数类型为`SEL`，它是`selector`在Objc中的表示类型（Swift中是Selector类）。`selector`是方法选择器，可以理解为区分方法的 `ID`，而这个 `ID` 的数据结构是`SEL`:  
`typedef struct objc_selector *SEL;`  
其实它就是个映射到方法的C字符串，你可以用 Objc 编译器命令```@selector()``或者 Runtime``` 系统的`sel_registerName`函数来获得一个`SEL`类型的方法选择器。

**3、id**  
`objc_msgSend`第一个参数类型为`id`，大家对它都不陌生，它是一个指向类实例的指针：  
`typedef struct objc_object *id;`  
那`objc_object`又是啥呢：  
`struct objc_object { Class isa; };`  
`objc_object`结构体包含一个`isa`指针，根据`isa`指针就可以顺藤摸瓜找到对象所属的类。

**4、runtime.h里Class的定义**

struct objc_class { Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;//每个Class都有一个isa指针 #if !__OBJC2__ Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE;//父类 const char *name OBJC2_UNAVAILABLE;//类名 long version OBJC2_UNAVAILABLE;//类版本 long info OBJC2_UNAVAILABLE;//!*!供运行期使用的一些位标识。如：CLS_CLASS (0x1L)表示该类为普通class; CLS_META(0x2L)表示该类为metaclass等(runtime.h中有详细列出) long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;//实例大小 struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE;//存储每个实例变量的内存地址 struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;//!*!根据info的信息确定是类还是实例，运行什么函数方法等 struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE;//缓存 struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE;//协议 #endif } OBJC2_UNAVAILABLE;

可以看到运行时一个类还关联了它的超类指针，类名，成员变量，方法，缓存，还有附属的协议。  
在`objc_class`结构体中：`` `ivars是``objc\_ivar\_list`指针；`methodLists`是指向`objc\_method\_list`指针的指针。也就是说可以动态修改`\*methodLists`的值来添加成员方法，这也是`Category\`实现的原理。

**上面讲到的所有东西都在Demo里，如果你感觉这样难以理解，那强烈建议你下载Demo ，运行代码加上文字注解，效果会更好，如果你觉得不错，还请为我的Demo star一个。**

什么是 method swizzling（俗称黑魔法）

*  简单说就是进行方法交换
 *  在`Objective-C`中调用一个方法，其实是向一个对象发送消息，查找消息的唯一依据是`selector`的名字。利用`Objective-C`的动态特性，可以实现在运行时偷换`selector`对应的方法实现，达到给方法挂钩的目的
 *  每个类都有一个方法列表，存放着方法的名字和方法实现的映射关系，`selector`的本质其实就是方法名，`IMP`有点类似函数指针，指向具体的`Method`实现，通过`selector`就可以找到对应的`IMP`。

![1240 4][]

selector --> 对应的IMP

*  交换方法的几种实现方式
    
     *  利用 `method_exchangeImplementations` 交换两个方法的实现
     *  利用 `class_replaceMethod` 替换方法的实现
     *  利用 `method_setImplementation` 来直接设置某个方法的`IMP`。  
        ![1240 5][]
        
        交换方法

这里可以参考简友这篇：[【Runtime Method Swizzling开发实例汇总】][Runtime Method Swizzling]

这里可以参考权威这篇：[OC运行时黑魔法 Method Swizzling][OC_ Method Swizzling]

最后一道面试题的注解

--------------------

**下面的代码输出什么?**

@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，会打印出来什么❓  
关注我的更多干货分享 ^\_^.

--------------------

答案：都输出 Son

*  `class` 获取当前方法的调用者的类，`superClass` 获取当前方法的调用者的父类，`super` 仅仅是一个编译指示器，就是给编译器看的，不是一个指针。
 *  本质：只要编译器看到`super`这个标志，就会让当前对象去调用父类方法，本质还是当前对象在调用

这个题目主要是考察关于`objc`中对 `self` 和 `super` 的理解：

*  `self` 是类的隐藏参数，指向当前调用方法的这个类的实例。而 `super` 本质是一个编译器标示符，和 `self` 是指向的同一个消息接受者
 *  当使用 `self` 调用方法时，会从当前类的方法列表中开始找，如果没有，就从父类中再找；
 *  而当使用 `super`时，则从父类的方法列表中开始找。然后调用父类的这个方法
 *  调用 `[self class]` 时，会转化成 `objc_msgSend` 函数

id objc_msgSend(id self, SEL op, ...)
    - 调用 `[super class]`时，会转化成 `objc_msgSendSuper` 函数.
    
    id objc_msgSendSuper(struct objc_super *super, SEL op, ...)
    第一个参数是 objc_super 这样一个结构体，其定义如下
     struct objc_super {
     __unsafe_unretained id receiver;
     __unsafe_unretained Class super_class;
     };
    
    第一个成员是 receiver, 类似于上面的 objc_msgSend函数第一个参数self
    第二个成员是记录当前类的父类是什么，告诉程序从父类中开始找方法，找到方法后，最后内部是使用 objc_msgSend(objc_super->receiver, @selector(class))去调用， 此时已经和[self class]调用相同了，故上述输出结果仍然返回 Son
    
    objc Runtime 开源代码对- (Class)class方法的实现
    -(Class)class { return object_getClass(self); 
    }

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  </tr> 
 </tbody> 
</table>

runtime效果图

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![1240 6][]

坐下来 品一杯白开水，写的小样在下面 ~

[1240]: /images/20220613/52e7ddbca662403faa01aed6dcb523f4.png
[1240 1]: /images/20220613/5b5dc09d4e074b499d386493c6b21535.png
[KVC_ _ KVO]: http://www.jianshu.com/p/2fee25c5acbd
[1240 2]: /images/20220613/dedb71bf88f84e4a98109dd37b552f7d.png
[1240 3]: /images/20220613/bbac5560618b49639d5b1b4d21dac855.png
[1240 4]: /images/20220613/bf6c56b9649643a1a4d9418dad9e09fa.png
[1240 5]: /images/20220613/35cf59e3bb9a49b0aed90f1c6662d3c7.png
[Runtime Method Swizzling]: http://www.jianshu.com/p/f6dad8e1b848
[OC_ Method Swizzling]: http://nshipster.cn/method-swizzling/
[1240 6]: /images/20220613/8cf4939329fe4964b6bb1da2ca96310c.png