Runtime简单使用一

首先介绍一下本文的目录结构

目录结构

一.Runtime认识

通常我们向一个类或者对象发送一个方法如：[object message]其实都是转为Runtime的objc_msgSend(object, message)实现。这点可以通过clang查看OC语言底层实现过程如：
我们在一个工程中创建一个对象：

NSObject *object = [NSObject new];

通过clang -rewrite-objc main.m编译我们的main.m文件可以得到一个main.cppC++文件，打开可以看到主要的实现代码如下

[NSObject new] Runtime实现

可以看到程序使用了一个 objc_msgSend方法，向 NSObject类发送了一个被注册的 new消息。

使用到的方法如下：
objc_getClass(name)：获得name对应的类名。
sel_registerName(name)：返回类中注册的方法选择器。
关于前缀比如objc、class、sel、...可以理解为：大部分关于类的操作是以class开头，对象的操作是以objc或object开头，方法选择器的操作是以sel开头。

二.模拟Runtime消息发送

现在我们通过使用objc_msgSend方法，来模拟Runtime消息发送：
我们在项目中创建一个MyClass类，并为其添加一个属性name如图：

创建一个MyClass类

在main.m文件中我们使用如下代码来创建MyClass实例、为其属性赋值并打印属性值

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        MyClass *myClass = objc_msgSend(objc_getClass("MyClass"), sel_registerName("new"));
        objc_msgSend(myClass, sel_registerName("setName:"), @"jack");
        
        NSLog(@"%@", objc_msgSend(myClass, sel_registerName("name")));
    }
    return 0;
}

最终我们可以看到打印结果如下：

runtime打印结果

三.Runtime使用

1.为Category添加属性(关联对象)

一般情况下，如果在分类文件的.h文件中添加一个@property属性只会在.m文件中创建这个@property的getter和setter声明但是无法达到我们添加成员属性的地步。关于这点可以查看深入理解Objective-C：Category。但是怎么创建成员属性了？

首先我们可能会考虑到在分类中使用static全局变量来达到这一效果，但是这种方式是独立于实例的变量因此可以不用考虑。

第二种就是通过runtime使用关联属性添加属性。例如：创建一个NSObject的分类然后在分类中添加name属性

在分类中添加属性

然后在 .m文件中使用如下代码创建关联对象

const char myKey;

- (void)setName:(NSString *)name
{
    objc_setAssociatedObject(self, &myKey, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}

- (NSString *)name
{
    return objc_getAssociatedObject(self, &myKey);
}

值得注意的是，在objc_setAssociatedObject方法中，最后一个枚举参数objc_AssociationPolicy中，有如下类型可供选择

OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN //相当于(assign)
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC // 相当于(nonatomic, strong)
OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC   // 相当于(nonatomic, copy)
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN // 相当于(strong)
OBJC_ASSOCIATION_COPY // 相当于(copy)

在mian.m文件中，我们就可以使用如下代码，为NSObject类添加属性了

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        NSObject *objc = [NSObject new];
        objc.name = @"jack";
        
        NSLog(@"%@", objc.name);
    }
    return 0;
}

2.方法交换(Method Swizzling)

在开发过程中，我们可能会考虑使用自己的方法来替换系统的方法。比如我遇到一个需求，要求是在- (void)viewWillDisappear:方法中停止音频播放，因为太多的控制器包含播放的view，如果每个控制器都写中一下停止播放，估计整个项目文件都得改一遍了，任务繁重而复杂。

但是如果使用runtime方法交换，修改系统方法实现可以让程序变得非常简单。

实现交换代码如下：

+ (void)load
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        Class class = [self class];

        SEL originalSelector = @selector(viewDidDisappear:);
        SEL swizzledSelector = @selector(fml_viewDidDisappear:);
        
        Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSelector);
        Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzledSelector);
        
        BOOL didAddMethod =
        class_addMethod(class,
                        originalSelector,
                        method_getImplementation(swizzledMethod),
                        method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
        
        if (didAddMethod) {
            // 如果类中不存在要替换的方法，那就先用class_addMethod和class_replaceMethod函数添加和替换两个方法的实现
            class_replaceMethod(class,
                                swizzledSelector,
                                method_getImplementation(originalMethod),
                                method_getTypeEncoding(originalMethod));
        } else {
            // 如果类中已经有了想要替换的方法，那么就调用method_exchangeImplementations函数交换了两个方法的 IMP
            method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
        }
    });
}

- (void)fml_viewDidDisappear:(BOOL)animated
{
    [self fml_viewDidDisappear:animated];
    
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:FMLResetAudioViewNotification object:nil];
}

首先我们对比看一下+ load和+ initialize两个方法的区别：

+ load方法会在程序加载进内存就会调用，而且只会调用一次。
+ initialize程序第一次被调用的时候调用，并且有可能不会被调用，还有可能会调用多次。
为了让程序有效的运行一次，我们会将交换方法放入+ load中，并且在dispatch_once代码快中实现。

然后让我们来了解几个方法：

class_getInstanceMethod：获取实例方法
class_getClassMethod：获取类方法
class_addMethod：添加方法
class_replaceMethod：替换方法的实现，如果不存在要替换的方法则相当于调用class_addMethod方法
method_exchangeImplementations：交换两个方法的实现
method_getImplementation：返回一个指向方法实现函数的指针
这里我们需要了解两个概念SEL和IMP。
(1).SEL又叫选择器，是表示一个方法的selector的指针，它会在程序编译的时候根据方法名和参数序列生成为唯一一个整型标示(Int类型的地址)以用来在各自的方法列表中查找IMP。
(2).IMP实际上是一个函数指针，指向方法实现的首地址，可以通过SEL快速查找到它。
method_getTypeEncoding：获取描述方法参数和返回值类型的字符串比如v@:更多的类型可以查看Type Encodings。

可能会有人有疑问，在- fml_viewDidDisappear:方法中，调用了[self fml_viewDidDisappear:animated]会不会引发死循环？其实这样是不会引发死循环的，因为我们在调用这个方法的时候，其实是在调用viewDidDisappear，因此不会触发死循环。
因为Method Swizzling方法会导致不可预计的后果，比如并不知道代码中使用了这中方法，因此在使用的时候要慎重。

参考链接：
http://southpeak.github.io/2014/10/25/objective-c-runtime-1/
http://southpeak.github.io/2014/11/03/objective-c-runtime-3/
http://yulingtianxia.com/blog/2014/11/05/objective-c-runtime/