ios-Runtime调用私有方法

　　有时在代码中会有需要调用私有方法的场景，如不想import太多头文件；想组件设计一些解耦的模块；查看别人模块中未暴露的代码进行分析等。

　　在 ios 中调用私有方法有很多种方式，主要是通过Runtime去实现。下面自己也测试一下。

　　新建一个Person类，Person.h中不写代码，Person.m中如下:

#import "Person.h"

@implementation Person

- (void)eat
{
    NSLog(@"xxx eat====");
}

- (void)eat:(NSString *)str str2:(NSString *)str2 str3:(NSString *)str3
{
    NSLog(@"xxx eat====%@==%@==%@", str, str2, str3);
}

@end

【找到该类methodLists里的方法】

　　要想调用私有方法，首先要知道类有什么哪些方法。可以通过如下代码得到方法的一些信息：(不管私有还是公有，只要在该类的methodLists里)

// 获取实例方法
- (void)getMethods
{
    int outCount = ;
    Person *p = [Person new];
    Method *methods = class_copyMethodList([p class], &outCount);
    for (int i = ; i < outCount; i ++) {
        NSLog(@"=============%d", i);
        // 获取方法名
        Method method = methods[i];
        SEL methodName = method_getName(method);
        NSLog(@"方法名= %@", NSStringFromSelector(methodName));

        // 获取参数
        char argInfo[] = {};
        unsigned int argCount = method_getNumberOfArguments(method);
        for (int j = ; j < argCount; j ++) {
            // 参数类型
            method_getArgumentType(method, j, argInfo, );
            NSLog(@"参数类型= %s", argInfo);
            memset(argInfo, '\0', strlen(argInfo));
        }

        // 获取方法返回值类型
        char retType[] = {};
        method_getReturnType(method, retType, );
        NSLog(@"返回类型值类型= %s", retType);
    }
    free(methods);
}

　　上面代码使用runtime获取一些方法的信息：方法名，参数对应的类型，返回值类型。上面这个方法打印结果如下:

=============
方法名= eat
参数类型= @
参数类型= :
返回类型值类型= v
=============
方法名= eat:str2:str3:
参数类型= @
参数类型= :
参数类型= @
参数类型= @
参数类型= @
返回类型值类型= v

　　打印的类型是一些符号，不知道这是什么鬼，但其实这是苹果的类型编码。它对照的含义如下:

v    A void —— (为空)
@    An object (whether statically typed or typed id) —— （id类型）
:    A method selector (SEL) —— (方法名)

　　上面打印的方法信息中 eat 方法也有两个参数，实际每个方法都有两个隐藏参数。（_cmd是当前方法编号）

【调用私有方法】

　　调用私有方法有多种方式，但其实最终都大同小异。如下:

　　1. 使用  performSelector  下面2和3行结果一样。这样比使用对象直接调用好处是编译器不会报错，也不用方法暴露头文件。

 Person *p = [Person new];
 [p performSelector:@selector(eat)]; // log: xxx eat====

 [p performSelector:NSSelectorFromString(@"eat")]; // log: xxx eat====

　　2. 使用 objc_msgSend ，对比上面 objc_msgSend 好处是传递多个参数时更为方便。objc_msgSend深入学习

Person *p = [Person new]; // 需要引用 Person.h 头文件
objc_msgSend(p, @selector(eat:str2:str3:), @"", @"", @""); // log: eat====1==2==3

　　3. 利用函数实现IMP，IMP类型结构与objc_msgSend底层是同一类型，与2中实现无差别

Person *p = [Person new];
IMP imp = [p methodForSelector:@selector(eat)];
void (* tempFunc)(id target, SEL) = (void *)imp;
tempFunc(p, @selector(eat)); // log: xxx eat====

　　4. 使用类对象发送消息，上面3种方式都需要引用 Person.h 头文件，这里类对象进行调用可以解决这个问题。

Class pClassObj = NSClassFromString(@"Person");
objc_msgSend([pClassObj new], @selector(eat));

【类对象】

　　进入 objc.h 中查看 Class 与 Object 结构定义。每个 objc_object 下都有一个 isa 指针指向这个对象所属的 objc_class。

/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;

/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};

　　再看一下 objc_class 定义的结构。它里面只有一个 isa 指针，下面那些属性在 objc2 中已经不可用了。

struct objc_class {
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__
    Class _Nullable super_class                              OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char * _Nonnull name                               OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list * _Nullable ivars                  OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache * _Nonnull cache                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list * _Nullable protocols          OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

　　它里面的 isa 指向的是 MetaClass (元类)。Class 和 MetaClass :

• 当我们对一个实例发送消息时（-开头的方法），会在该 instance 对应的类的 methodLists 里查找。
• 当我们对一个类发送消息时（+开头的方法），会在该类的 MetaClass 的 methodLists 里查找。

　　

• 每个 Class 都有一个 isa 指针指向一个唯一的 Meta Class
• 每一个 Meta Class 的 isa 指针都指向最上层的 Meta Class，即 NSObject 的 MetaClass，而最上层的 MetaClass 的 isa 指针又指向自己

　　获取类对象

[NSObject class];

　　获取元类对象

Class class = [NSObject class];
Class metaClass = objc_getClass(class);

【实例对象成员变量】

　　上面可以知道，实例对象的方法存放在它对应类对象 (class) 的 methodsList 中，类方法存放它对应的元类 (metaClass) 的 methodsList 中。

　　一个 new 出来的对象除了它的方法，它还有成员变量。

• 成员变量是存放在实例对象之中

　　假如有一个 Person 对象，这个实例对象结构体中存放信息应该是这样，即成员变量存放在结构体，方法信息通过 isa 去找相应的类对象。

struct Student_IMPL {
    Class isa;
    int _age;
    int _height;
};