ios runtime的相关知识

一、iOS runtime原理

对于runtime机制，在网上找到的资料大概就是怎么去用这些东西，以及查看runtime.h头文件中的实现，当然这确实是一种很好的学习方法，但是，其实我们还是不会知道runtime底层编译成C++语言之后做了什么？ 
查到一个大牛给资料，顿时对runtime有了一定认识！

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我们随便写一个小程序，代码如下： 
person类头文件如下，

<!-- lang: cpp -->
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSString *name; 
@property (nonatomic, assign) int age;

@end

main.m文件如下

<!-- lang: cpp -->
int main(int argc, const char * argv[])

{

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

NSString *str = @"zhangsan";

p.name = str;
// p.name 等价于
[p setName:str];

p.age = 20;

return 0;

}

然后我们打开终端，在命令行找到cd到文件目录，然后中输入：

clang -rewrite-objc main.m

命令可以将main.m编译成C++的代码，改成不同的文件名，就会生成不同的c++代码 
这是就生成了main.cpp这个c++文件，打开文件代码 
查看该main.cpp最底下的main函数， 
这样我们就可以看到底层具体实现的方式！

这时，我们就需要知道这些方法： 
objc_msgSend 可以给对象发送消息 
objc_getClass(“Person”) 可以获取到指定名称的对象 
sel_registerName(“alloc”) 可以调用到对象的方法

通过查看，c++代码，我们得出结论： 
使用objc_msgSend函数，给objc_getClass函数实例化的对象发送sel_registerName获取到的方法 
这么一个消息 
代码是给人看的，顺带让机器实现功能。日常的程序开发过程中，要少用runtime，

那什么时候会使用runtime呢？ 
runtime应用的时机： 
1> 当需要非常高的性能开发时，使用runtime，注释：oc的代码已经无法满足性能需求 
2> 当我们对系统内部的实现很好奇的时候，可以用clang反编译成c++去看底层的实现机制！

最后，我知道我写的这篇博客可能不是很好，或者读者觉得有什么不对的地方，希望能给我指出来，大家共同进步！

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项目讲解的是runtime的底层实现原理， 如果想要知道runtime是怎么用的，可以查看runtime.h头文件查看！ 
以下是runtime机制方法的一些使用方法介绍，希望对大家有用！ 
相关技术文档：http://www.tuicool.com/articles/uimInm 
http://blog.csdn.net/lengshengren/article/details/17764135

二、runtime 运行时机制 完全解读

我们前面已经讲过一篇runtime 原理，现在这篇文章主要介绍的是runtime是什么以及怎么用！希望对读者有所帮助！

首先，第一个问题， 
1》runtime实现的机制是什么,怎么用，一般用于干嘛？ 
这个问题我就不跟大家绕弯子了，直接告诉大家， 
runtime是一套比较底层的纯C语言API, 属于1个C语言库, 包含了很多底层的C语言API。 
在我们平时编写的OC代码中, 程序运行过程时, 其实最终都是转成了runtime的C语言代码, runtime算是OC的幕后工作者 
比如说，下面一个创建对象的方法中， 
举例: 
OC : 
[[MJPerson alloc] init] 
runtime : 
objc_msgSend(objc_msgSend(“MJPerson” , “alloc”), “init”)

第二个问题 
runtime 用来干什么呢？？用在那些地方呢？怎么用呢？ 
runtime是属于OC的底层, 可以进行一些非常底层的操作(用OC是无法现实的, 不好实现)

• 在程序运行过程中, 动态创建一个类(比如KVO的底层实现)

• 在程序运行过程中, 动态地为某个类添加属性\方法, 修改属性值\方法

• 遍历一个类的所有成员变量(属性)\所有方法 
  例如：我们需要对一个类的属性进行归档解档的时候属性特别的多，这时候，我们就会写很多对应的代码，但是如果使用了runtime就可以动态设置！ 
  例如，PYPerson.h的文件如下所示

  import

@interface PYPerson : NSObject 
@property (nonatomic, assign) int age; 
@property (nonatomic, assign) int height; 
@property (nonatomic, copy) NSString *name; 
@property (nonatomic, assign) int age2; 
@property (nonatomic, assign) int height2; 
@property (nonatomic, assign) int age3; 
@property (nonatomic, assign) int height3; 
@property (nonatomic, assign) int age4; 
@property (nonatomic, assign) int height4;

@end

而PYPerson.m实现文件的内容如下

<!-- lang: cpp -->
#import "PYPerson.h"

import

@implementation PYPerson

• (void)encodeWithCoder:(NSCoder )encoder 
  { 
  unsigned int count = 0; 
  Ivar ivars = class_copyIvarList([PYPerson 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([PYPerson 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

这样我们可以看到归档和解档的案例其实是runtime写下的

学习，runtime机制首先要了解下面几个问题 
1相关的头文件和函数 
1> 头文件

• 利用头文件，我们可以查看到runtime中的各个方法！

2> 相关应用

• NSCoding(归档和解档, 利用runtime遍历模型对象的所有属性)
• 字典 –> 模型 (利用runtime遍历模型对象的所有属性, 根据属性名从字典中取出对应的值, 设置到模型的属性上)
• KVO(利用runtime动态产生一个类)
• 用于封装框架(想怎么改就怎么改) 
  这就是我们runtime机制的只要运用方向

3> 相关函数

• objc_msgSend : 给对象发送消息
• class_copyMethodList : 遍历某个类所有的方法
• class_copyIvarList : 遍历某个类所有的成员变量
• class_….. 
  这是我们学习runtime必须知道的函数！

4.必备常识 
1> Ivar : 成员变量 
2> Method : 成员方法 
从上面例子中我们看到我们定义的成员变量，如果要是动态创建方法，可以使用Method

三、runtime实际应用

runtime : 运行时机制 
首先必须明白的： 
1.是什么 
1> runtime是一套比较底层的纯C语言API, 属于1个C语言库, 包含了很多底层的C语言API 
2> 平时编写的OC代码, 在程序运行过程中, 其实最终都是转成了runtime的C语言代码, runtime算是OC的幕后工作者 
下面这就是一个实例，（在前面的文章中讲到过了!通过编译成c语言，我们可以看到底层文件） 
OC : 
[[Person alloc] init] 
上面的Person对象创建时候， 
runtime : 
objc_msgSend(objc_msgSend(“Person” , “alloc”), “init”)

而上面这部分只是明白了最基础的原理，那么runtime又有哪些更深的运用呢？ 
2.runtime用过么?又该怎么用?能用来做什么？ 
我们需要明白的是： 
1> runtime是属于OC的底层, 可以进行一些非常底层的操作(用OC是无法现实的, 不好实现可以通过runtime是实现)

• 在程序运行过程中, 动态创建一个类(比如KVO的底层实现)
• 在程序运行过程中, 动态地为某个类添加属性\方法, 修改属性值\方法
• 遍历一个类的所有成员变量(属性)\所有方法

3.相关的头文件和函数 
1> 头文件

• 打开头文件，我们发现许多的方法，但是我们用的最多的是下面的函数， 
  相关函数
• objc_msgSend : 给对象发送消息
• class_copyMethodList : 遍历某个类所有的方法
• class_copyIvarList : 遍历某个类所有的成员变量
• class_…..

当然，在使用这些东西的时候，我们首先要明白一些东西， 
必备常识 
1> Ivar : 成员变量 
2> Method : 成员方法

2> runtime相关实际应用

• NSCoding(归档和解档, 利用runtime遍历模型对象的所有属性)
• 字典 –> 模型 (利用runtime遍历模型对象的所有属性, 根据属性名从字典中取出对应的值, 设置到模型的属性上)
• KVO(利用runtime动态产生一个类)
• 用于封装框架(想怎么改就怎么改)

下面贴一段代码，是在归档解档的时候使用runtime机制的一段代码，这样可以不用给每一个属性赋值，

<!-- lang: cpp -->
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder

{

unsigned int count = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([PYPerson 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([PYPerson 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; 
  }