Objective-C Runtime

2021 年 1 月 16 日
筆記
iOS 高級編程

一、Objective-C Runtime 簡介

Objective-C Runtime 是一個運行時庫。它可以在程式運行時改變程式的結構如：添加屬性、添加方法、交換方法等。

二、對象、類的結構和關係

每個對象都有個 isa 屬性指向對象所屬類；有個 super_class 屬性指向所屬類的父類；
類也是對象，它的 isa 指向類的元類；類的元類的父類等於類的父類的元類。
實例的屬性存儲在實例中，實例的方法存儲在所屬類中，類方法存儲在元類中。
類中存放著實例方法列表，在這個方法列表中 SEL 作為 key，IMP 作為 value。

三、OC 方法調用過程

1.檢測 SEL 是否應該被忽略。
2.檢測發送的 target 是否為 nil ，如果是則忽略該消息。
3.當調用實例方法時，通過 isa 指針找到實例對應的 class 並且在其中的快取方法列表以及方法列表中進行查詢，如果找不到則根據 super_class 指針在父類中查詢，直至根類(NSObject 或 NSProxy)。
當調用類方法時，通過 isa 指針找到實例對應的 metaclass 並且在其中的快取方法列表以及方法列表中進行查詢，如果找不到則根據 super_class 指針在父類中查詢，直至根類(NSObject 或 NSProxy)。

四、runtime 使用場景

1、給分類添加「屬性」

// 在分類的 .h 文件中聲明「屬性」

@property (nonatomic) NSInteger age;

// 在分類的 .m 實現以下兩個方法

- (void)setAge:(NSInteger)age{
    // 使用運行時關聯對象，Person對象self強引用NSNumber對象@(age)，並且設置標記為"age"(可以根據該標記來獲取引用的對象age，標記可以為任意字元，只要setter和getter中的標記一致就可以)
    // 參數1：源對象
    // 參數2：關聯時用來標記屬性的key(因為可能要添加很多屬性)
    // 參數3：關聯的對象
    // 參數4：關聯策略。assign,retain,copy對應的枚舉值
    objc_setAssociatedObject(self, "age", @(age), OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}

- (NSInteger)age{
    // 根據"age"標識取Person對象self強引用的NSNumber對象@(age)
    // 參數1：源對象
    // 參數2：關聯時用來標記屬性的key(因為可能要添加很多屬性)
    return [objc_getAssociatedObject(self, "age") integerValue];
}

2、動態交換兩個方法的實現

+ (void)load {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        Method originMethod = class_getInstanceMethod([self class], @selector(originFunction));
        Method customMethod = class_getInstanceMethod([self class], @selector(customFunction));
        // 嘗試自定義方法實現添加到系統方法中
        BOOL addSuccess = class_addMethod([self class], @selector(originFunction), method_getImplementation(customMethod), method_getTypeEncoding(customMethod));
        if (addSuccess) {
            // 添加成功後，系統方法實現設置為自定義方法中
            class_replaceMethod([self class], @selector(customFunction), method_getImplementation(originMethod), method_getTypeEncoding(originMethod));
        } else {
            method_exchangeImplementations(originMethod, customMethod);
        }
    });
}

3、動態添加方法如：自定義定時器的 target，動態添加與控制器相同的方法。

Method targetMethod = class_getInstanceMethod([aTarget class], aSelector);
if (!class_addMethod([BBTimerManager class], aSelector, method_getImplementation(targetMethod), method_getTypeEncoding(targetMethod))) {
    class_replaceMethod([BBTimerManager class], aSelector, method_getImplementation(targetMethod), method_getTypeEncoding(targetMethod));
}

4、動態獲取屬性，可以用在 NSCoding 歸檔中，不用一個一個設置屬性的解歸檔。

- (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 位置對應的成員變數
        Ivar ivar = ivars[I];
        // 查看成員變數
        const char *name = ivar_getName(ivar);
        NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
        id value = [self valueForKey:key];
        // 歸檔
        [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位置對應的成員變數
            Ivar ivar = ivars[I];
            // 查看成員變數
            const char *name = ivar_getName(ivar);
            NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
            id value = [decoder decodeObjectForKey:key];
            // 設置到成員變數身上
            [self setValue:value forKey:key];
        }
        free(ivars);
    }
    return self;
}

Tags: iOS 高級編程