Objective-C:运行时runtime

1.是否可以把比较耗时的操作放在通知中心中？

 

通知在哪一个线程发的，那么对通知事件的处理就在同一个线程中进行;

如果在异步线程发的通知,那么可以执行比较耗时的操作；

如果在主线程发的通知,那么就不可以执行比较耗时的操作。

 

2.Foundation对象和CoreFoundation对象有什么区别？

Foundation对象时OC的；

CoreFoundation对象是C的；

Foundation对象和CoreFoundation对象是可以互相转换的,数据类型之间的转换

ARC：__bridge_retaind、__bridge_transfer、CFBridgingRetain、CFBridgingRelease

非ARC ： __bridge

 

 

3.什么是runtime？

1> runtime是一套底层的C语言API（包含很多强大实用的C语言数据类型、C语言函数）

2> 实际上，平时我们编写的OC代码，底层都是基于runtime实现的

* 也就是说，平时我们编写的OC代码，最终都是转成了底层的runtime代码（C语言代码）

runtime有啥用？

1> 能动态产生一个类、一个成员变量、一个方法

2> 能动态修改一个类、一个成员变量、一个方法

3> 能动态删除一个类、一个成员变量、一个方法

常见的函数、头文件

#import <objc/runtime.h> : 成员变量、类、方法

Ivar * class_copyIvarList : 获得某个类内部的所有成员变量

Method * class_copyMethodList : 获得某个类内部的所有方法

Method class_getInstanceMethod : 获得某个实例方法（对象方法，减号-开头）

Method class_getClassMethod : 获得某个类方法（加号+开头）

method_exchangeImplementations : 交换2个方法的具体实现

#import <objc/message.h> : 消息机制

objc_msgSend(….)

什么是iOS Swizzle? 利用运行时函数交换2个方法的实现

具体的距离如下：

1、测试运行时的消息机制：要在测试类头文件中导入<objc/message.h>

Person类：

#import <UIKit/UIKit.h>

@interface Person : NSObject //<NSCoding>
@property (copy,nonatomic)NSString *name;
@property (assign,nonatomic)NSInteger age;
@property (assign,nonatomic)CGFloat height;
-(void)run;
@end

#import "Person.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation Person
-(void)run
{
    NSLog(@"run-----");
}

@end

测试类：

//测试运行时的消息机制
-(void)testMessage
{
    //<objc/message.h>
    Person *p = [[Person alloc]init];

    p.age = ;
    objc_msgSend(p, @selector(setAge:),);  // <====> [p setAge:20]
    NSLog(@"%zi",p.age);

    objc_msgSend(p, @selector(age)); //<======> [p age]

    [p run];
    objc_msgSend(p, @selector(run));  // <====> [p run]
}

测试结果如下：

-- ::27.397 Runtime-运行时[:]
-- ::27.398 Runtime-运行时[:] eat------
-- ::27.398 Runtime-运行时[:] eat------
-- ::27.398 Runtime-运行时[:] eat------
-- ::27.399 Runtime-运行时[:] eat------

2、获取运行时的成员属性

//获取运行时的的成员属性
-(void)testRuntimeIvar
{
    //<objc/runtime.h>
    //Ivar:成员变量
    unsigned int count = ;
    Ivar *ivars =  class_copyIvarList([Person class], &count);
    NSLog(@"%d",count);  //取得成员变量的数量
    for (int i=; i<count; i++)
    {
        //取得i位置的成员变量
        Ivar ivar = ivars[i];

        //const char *ivar_getName(Ivar v) 获取属性名称
        const char *ivarName = ivar_getName(ivar);

        //const char *ivar_getTypeEncoding(Ivar v)  获取成员变量的类型
        const char *ivarType = ivar_getTypeEncoding(ivar);

        NSLog(@"%d %s %s",i,ivarName,ivarType);
    }
}

测试结果如下：

-- ::01.013 Runtime-运行时[:]
-- ::01.014 Runtime-运行时[:]  _name @"NSString"
-- ::01.014 Runtime-运行时[:]  _age q
-- ::01.014 Runtime-运行时[:]  _height d

扩展：利用这个上面获取属性的这个方法，可以很轻松的实现对大量的类的属性进行归档和解归档

//归档
-(void)encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder
{
    unsigned int count = ;
    Ivar *ivars =  class_copyIvarList([Person class], &count);
    for (int i=; i<count; i++)
    {
        Ivar ivar = ivars[i];
        const char *ivarName = ivar_getName(ivar);
        NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivarName];

        [encoder encodeObject:[self valueForKey:key] forKey:key];
    }
}

//解归档
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)decoder
{
    self = [super init];
    if (self)
    {
        unsigned int count = ;
        Ivar *ivars =  class_copyIvarList([Person class], &count);
        for (int i=; i<count; i++)
        {
            Ivar ivar = ivars[i];
            const char *ivarName = ivar_getName(ivar);
            NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivarName];
            key = [decoder decodeObjectForKey:key];
        }
    }
    return self;
}

3、获得运行时的成员方法

//获取运行时的的成员方法
-(void)testRuntimeMethod
{
    //<objc/runtime.h>
    //Method: 成员方法
    unsigned int count = ;
    Method *methods = class_copyMethodList([Person class], &count);
    NSLog(@"%d",count);  //取得成员方法的数量
    for (int i=; i<count; i++)
    {
        //取得i位置的成员方法
        Method method = methods[i];

        //SEL method_getName(Method m) 获取方法名称
        SEL sel = method_getName(method);
        const char *selName =  sel_getName(sel);
        NSLog(@"%s",selName);

        //const char *method_getTypeEncoding(Method m)
        //Returns a string describing a method's parameter and return types
        const char *methodType = method_getTypeEncoding(method);
        NSLog(@"%s",methodType);

        //char *method_copyReturnType(Method m) 获取成员方法的返回值类型
        char *method_return_type = method_copyReturnType(method);
        NSLog(@"%s",method_return_type);

        //unsigned int method_getNumberOfArguments(Method m) 获取成员方法的参数个数
        count = method_getNumberOfArguments(method);
        NSLog(@"%zi",count);
    }
}

测试结果如下：

-- ::33.081 Runtime-运行时[:]
-- ::33.081 Runtime-运行时[:] setAge:
-- ::33.081 Runtime-运行时[:] v24@:8q16
-- ::33.082 Runtime-运行时[:] v
-- ::33.082 Runtime-运行时[:]
-- ::33.082 Runtime-运行时[:] age
-- ::33.082 Runtime-运行时[:] q16@:
-- ::33.082 Runtime-运行时[:] q
-- ::33.082 Runtime-运行时[:] 

4、获得运行时的协议

-(void)testRuntimeProtocol
{
    //<objc/runtime.h>
    //Protocol:协议
    //unsigned int count = 0;
    //Protocol * __unsafe_unretained *protocol =  class_copyProtocolList([Person class], &count);
    //.........................
}

5、在运行时中动态添加方法、属性、协议等

-(void)testRuntimeAdd
{
    //动态添加方法
    //BOOL class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp,const char *types)

    //动态替换方法
    //IMP class_replaceMethod(Class cls, SEL name, IMP imp,const char *types)

    //动态添加成员变量
    //BOOL class_addIvar(Class cls, const char *name, size_t size,uint8_t alignment, const char *types)

    //动态添加协议
    //BOOL class_addProtocol(Class cls, Protocol *protocol)

    //动态添加属性
    //BOOL class_addProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes, unsigned int attributeCount)

    //动态替换属性
    //void class_replaceProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes, unsigned int attributeCount)

    //........................
}

6、在运行时中动态的交换两个实现方法

-(void)testRuntimeChangedMethod
{
    //什么是iOS Swizzle? 利用运行时函数交换2个方法的实现

    //class_getClassMethod(__unsafe_unretained Class cls, SEL name)    //类方法
    //class_getInstanceMethod(__unsafe_unretained Class cls, SEL name) //实例方法
    //method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)             //动态交换实现方法
}

下面我就来验证动态的交换两个实现方法：

例子一：动态交换类方法和实例方法的实现方法

<1>在Person类中声明和定义一个run方法

#import <UIKit/UIKit.h>

@interface Person : NSObject
-(void)run;
@end

#import "Person.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation Person
-(void)run
{
    NSLog(@"run-----");
}

<2>在Person类扩展中定义eat方法和加载内存时交换这两个方法的实现

#import "Person.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation Person (Extension)

//程序一运行就会加载
+(void)load
{
    //获取实例方法和类方法
    Method classMethod = class_getClassMethod([Person class], @selector(eat));
    Method instanceMethod = class_getInstanceMethod([Person class], @selector(run));

    //交换实例实现方法和类实现方法
    method_exchangeImplementations(classMethod, instanceMethod);
}

+(void)eat
{
    NSLog(@"eat------");
    Person *p = [[Person alloc]init];   //死循环
    [p run];
}
@end

<3>测试如下：

    Person *p = [[Person alloc]init];
    [p run];

当Person类对象调用run方法时出现死循环：我只给出一部分结果

-- ::22.268 Runtime-运行时[:] eat------
-- ::22.268 Runtime-运行时[:] eat------
-- ::22.268 Runtime-运行时[:] eat------
-- ::22.268 Runtime-运行时[:] eat------
-- ::22.268 Runtime-运行时[:] eat------
-- ::22.268 Runtime-运行时[:] eat------
-- ::22.269 Runtime-运行时[:] eat------
-- ::22.269 Runtime-运行时[:] eat------

解释原因：因为Person类一存在的时候，就会调用+(void)load方法，将run实例方法和eat类方法进行了交换，即实际上[p run]方法被没有执行，而是执行了[Person eat]方法，在[Person eat]中第一次输出NSLog(@"eat-------")后,紧接着又创建了一个新的Person对象,这个对象也调用了[p run]方法，就又调用了[Person eat]类方法，又一次输出

NSLog(@"eat-------"),一直如此循环下去...........

例子二：给OC内置的方法做手脚，用自定义的方法交换实现方法(以数组和可变数组为例)

<1>给NSObject、NSArray、NSMutableArray都创建扩展类。

在NSObejct扩展中创建两个类方法，用来交换实例方法和类方法

在NSArray扩展中创建两个方法，一个+(void)load方法实现交换，另一个是自定义的用来覆盖OC内置的方法ObjectAtIndex：

和NSMutableArray创建三个方法，一个+(void)load方法实现交换，一个是自定义的用来覆盖OC内置的方法ObjectAtIndex:,还有一个用来覆盖OC内置的方法addObject:

如下：

#import <UIKit/UIKit.h>
#import <objc/runtime.h>

@implementation NSObject(Extension)
+(void)swizlleClassMethod:(Class)class originMethod:(SEL)originMethod otherMethod:(SEL)otherMethod
{
    //获取实例方法
    Method classMethod1 = class_getClassMethod(class, originMethod);
    Method classMethod2 = class_getClassMethod(class, otherMethod);

    //交换实例实现方法
    method_exchangeImplementations(classMethod1, classMethod2);
}

+(void)swizlleInstanceMethod:(Class)class originMethod:(SEL)originMethod otherMethod:(SEL)otherMethod
{
    //获取实例方法
    Method instanceMethod1 = class_getInstanceMethod(class, originMethod);
    Method instanceMethod2 = class_getInstanceMethod(class, otherMethod);

    //交换实例实现方法
    method_exchangeImplementations(instanceMethod1, instanceMethod2);
}
@end

@implementation NSArray(Extension)

//程序一运行就会加载
+(void)load
{
    [self swizlleInstanceMethod:NSClassFromString(@"__NSArrayI") originMethod:@selector(objectAtIndex:) otherMethod:@selector(Test_objectAtIndex:)];
}
-(id)Test_objectAtIndex:(NSUInteger)index
{
    if (index < self.count)
    {
        //如果索引小于数组个数,就调用交换后的系统的objectAtIndex：方法返回该位置的值
        return [self Test_objectAtIndex:index];
    }
    else
    {
        //超界，返回空值
        return nil;
    }
}

@end

@implementation NSMutableArray(Extension)

//程序一运行就会加载
+(void)load
{
    //获取实例方法
    [self swizlleInstanceMethod:NSClassFromString(@"__NSArrayM") originMethod:@selector(addObject:) otherMethod:@selector(Test_addObject:)];

    //交换实例实现方法
    [self swizlleInstanceMethod:NSClassFromString(@"__NSArrayM") originMethod:@selector(objectAtIndex:) otherMethod:@selector(Test_objectAtIndex:)];

}

-(void)Test_addObject:(id)object
{
    if (object != nil)
    {
        //如果对象不为空,就调用交换后的系统的addObject:方法添加对象到可变数组中
        [self Test_addObject:object];
    }
}

-(id)Test_objectAtIndex:(NSUInteger)index
{
    if (index < self.count)
    {
         //如果索引小于数组个数,就调用交换后的系统的objectAtIndex：方法返回该位置的值
        return [self Test_objectAtIndex:index];
    }
    else
    {
        //超界，返回空值
        return nil;
    }
}
@end

<2>测试：

声明数组：

@interface ViewController ()
@property (strong,nonatomic)NSMutableArray *names;
@property (strong,nonatomic)NSArray *books;
@end

NSArray：

    self.books = @[@"水浒传",@"西游记"];
    NSLog(@"%@",self.books[]); //[self.books objectAtIndex:1] --> [self.books Test_objectAtIndex:1]
    NSLog(@"%@",self.books[]); //[self.books objectAtIndex:4] --> [self.books Test_objectAtIndex:4]

测试结果：

-- ::01.436 Runtime-运行时[:] 西游记
-- ::01.437 Runtime-运行时[:] (null)

解释原因：

因为程序一运行，就调用了+(void)load中的[self swizlleInstanceMethod:NSClassFromString(@"__NSArrayI") originMethod:@selector(objectAtIndex:) otherMethod:@selector(Test_objectAtIndex:)]方法，

所以交换后就成了这种情况： self.books[1]---> [self.books objectAtIndex:1] --> [self.books Test_objectAtIndex:1]，

明显的，1小于数组个数2,调用[self.books Test_objectAtIndex:1]-->[self.books objectAtIndex:1],返回@"西游记"；

同理，由于self.books[4]的索引4大于数组个数2,所以返回null.

NSMutableArray：

    [self.names addObject:@"jack"];
    [self.names addObject:nil];
    [self.names addObject:nil];
    [self.names addObject:@"rose"];
    [self.names addObject:@"jim"];
     NSLog(@"%@",self.names[]);
    NSLog(@"%@",self.names);

测试结果：

-- ::45.785 Runtime-运行时[:] (null)
-- ::45.786 Runtime-运行时[:] (
    jack,
    rose,
    jim
)

分析原理同上，这里说一点，明显的如果我们没有实现方法的交换，使用[self.name addobject:nil]，程序肯定是会崩掉的，OC中是不允许向可变数组中添加空对象的，但是我们在这个方法上做一些手脚，换成自定义的方法后，可以消除这个bug，输出自己想要的结果;

最后还有一个知识，我们都知道，OC的分类中只能用来添加方法，是不能添加属性的。

但是有了运行时这个概念，动态的给分类添加属性也就不是事。

演示截图如下：

1.给分类添加属性：

2.对象分类属性进行关联：

发现编译一下，不报错，okay，成了。