Objective-C是一门动态（运行时）语言。它将很多静态语言在编译和链接时期做的事放到了运行时候来做，这就使得我们写代码时候更具灵活性，如可以把消息转发给我们想要的对象，或者随意交换一个方法的实现等。这就意味着Objective-C不仅需要一个编译器，还需要一个运行时系统来执行编译代码，即使Objc Runtime。
所做的事
- 在这个库中，对象使用C语言中的结构体表示，方法使用C函数来实现。这些结构体和方法，在被runtime函数封装之后，我们就可以在运行时创建，检查，修改类、对象和他们的方法了。
- 找出方法的最终执行代码 runtime 根据消息接受者是否能响应该消息而做出不同的反应。
####给类别`Category`添加属性
比如说我们需要在类别中添加一个 NSString 类型的属性，直接在 .h 文件添加 `@property(nonatomic,copy) NSString *categoryProperty;`,这时候使用点语法进行调用的话，程序会出现crash错误 ：*Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: '-[ViewController setCategoryProperty:]: unrecognized selector sent to instance 0x7ff661e43dd0'*。这种状况的原因其实很简单，只是没有实现setter和getter方法而已，所以我们的问题就转为实现setter 和 getter方法。
一言不合就要上代码了，主要记录两种类型数据的处理方式。例子为给UIImage添加了两个属性，**没什么具体含义**，主要记录用法：
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//.h
#import <UIKit/UIKit.h>
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface UIImage (JYAdd)
@property(nonatomic,strong) NSString *name;
@property(nonatomic,assign) CGFloat add;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
//.m
#import "UIImage+JYAdd.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation UIImage (JYAdd)
#pragma mark - 添加属性
- (void)setName:(NSString *)name
{
[self willChangeValueForKey:NSStringFromSelector(@selector(name))];
objc_setAssociatedObject(self, _cmd, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
[self didChangeValueForKey:NSStringFromSelector(@selector(name))];
}
- (NSString *)name
{
return objc_getAssociatedObject(self, @selector(setName:));
}
- (void)setAdd:(CGFloat)add
{
[self willChangeValueForKey:NSStringFromSelector(@selector(add))];
//区别在这里，区别在这里
NSValue *value = [NSValue value:&add withObjCType:@encode(CGFloat)];
objc_setAssociatedObject(self, _cmd, value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
[self didChangeValueForKey:NSStringFromSelector(@selector(add))];
}
- (CGFloat)add
{
CGFloat cValue = {0};
NSValue *value = objc_getAssociatedObject(self, @selector(setAdd:));
[value getValue:&cValue];
return cValue;
}
@end
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参考了[YY](https://github.com/ibireme/YYKit ... t/Base/YYKitMacro.h)的实现，直接使用YY的宏定义其实也挺好的啊，代码不贴了，反正也有。
####利用runtime来替换已有的系统方法
例子，初始化UIImage的时候，在不同的系统版本中添加不同的风格的切图，怎么就是和UIImage过不去了。
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//.h
#import <UIKit/UIKit.h>
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface UIImage (JYAdd)
/*!
@brief 如果调用这个，其实调用的是原来系统的方法，因为他两交换了实现
@note 为防止误用，可以不声明该方法
*/
+ (nonnull UIImage *)jy_imageNamed:(NSString *)name;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
//.m
#import "UIImage+JYAdd.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation UIImage (JYAdd)
+ (void)load
{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
Class class = [self class];
SEL originalSelector = @selector(imageNamed:);
SEL swizzledSelector = @selector(jy_imageNamed:);
/*
//实例方法
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSelector);
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzledSelector);
*/
//类方法
Method originalMethod = class_getClassMethod(class, originalSelector);
Method swizzledMethod = class_getClassMethod(class, swizzledSelector);
//有就不添加了，没有就添加。有则改之无则加勉吧。
class_addMethod(class, originalSelector, class_getMethodImplementation(class, originalSelector), method_getTypeEncoding(originalMethod));
class_addMethod(class, swizzledSelector, class_getMethodImplementation(class, swizzledSelector), method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
//交换他两的实现
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
});
}
#pragma mark - 交换系统方法
+ (nonnull UIImage *)jy_imageNamed:(NSString *)name
{
/*!
在这里实现我们所需要做的操作
*/
double systemVersion = [[[UIDevice currentDevice]systemVersion]floatValue];
if (systemVersion >= 9.0) {
name = [name stringByAppendingString:@"_os"];
}
UIImage *image = [UIImage jy_imageNamed:name];//这个地方很关键
return image;
}
@end
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方法` + (void)load `不是这里的重点，简单知道一下：*一般情况下，类别中的方法会重写掉主类里面相同命名的方法，但`+load:`是个特例，当一个类被读到内存的时候，runtime会给这个类以及他的每一个类别都发送一个 `+load:`消息（知道这一点很重要）。*。
**Note：注意交换方法只能执行一次，不要总是执行，load的意义在这儿也有体现的。**
还有一点是，尝试添加原 selector 是为了做一层保护，因为如果这个类没有实现 originalSelector ，但是其父类实现了，那么 class_getInstanceMethod 返回的将是父类的方法。这样就导致了 method_exchangeImplementations 替换的是父类的方法。所以先尝试添加 originalSelector ，如果已经存在，再用 method_exchangeImplementations 把原来的方法的实现交换成新方法的实现。
可以借用了大神 [@sunnyxx](http://blog.sunnyxx.com)的开源项目 [FDFullscreenPopGesture](https://github.com/forkingdog/FDFullscreenPopGesture)来理解该方面，感谢。
####实现自动归档和自动解档
其实归档的实现很简单，只不过就是实现协议`<NSCoding>`，需要说明一点的是：** 实现了 ‘NSCoding’协议，就可以支持数据类和数据流间的编码和解码，而数据流可以持久化到硬盘。**所以，这就有趣了。
我怎么那么喜欢上代码，哈哈
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//.h
#import <Foundation/Foundation.h>
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface JYEncodeModel : NSObject<NSCoding>
@property(nonatomic,strong) NSString *name;
@property(nonatomic,assign) int age;
@property(nonatomic,assign) NSRange range;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
//.m
#import "JYEncodeModel.h"
#import "NSObject+JYEncode.h"
NSString *const kEncodeName = @"name";
NSString *const kEncodeAge = @"age";
NSString *const kEncodeRange = @"range";
@implementation JYEncodeModel
- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
self = [super init];
if (self) {
_name = [aDecoder decodeObjectForKey:kEncodeName];
_age = [aDecoder decodeIntForKey:kEncodeAge];
_range = [[aDecoder decodeObjectForKey:kEncodeRange] rangeValue];
}
return self;
}
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder
{
[aCoder encodeObject:self.name forKey:kEncodeName];
[aCoder encodeInt:self.age forKey:kEncodeAge];
[aCoder encodeObject:[NSValue valueWithRange:self.range] forKey:kEncodeRange];
}
@end
````
可问题在于，像这样只有三个属性需要我们，可以这样写，那如果有三十个属性呐，身为一个会偷懒的猴子自然要找点版本偷懒了，所以，我又要写代码了
````
//.h
#import <Foundation/Foundation.h>
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface JYEncodeModel : NSObject<NSCoding>
@property(nonatomic,strong) NSString *name;
@property(nonatomic,assign) int age;
@property(nonatomic,assign) NSRange range;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
//.m
#import "JYEncodeModel.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation JYEncodeModel
- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
self = [super init];
if (self) {
unsigned int count = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count);
for (int i = 0; i < count; i++) {
Ivar ivar = ivars;
const char *name = ivar_getName(ivar);
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key];
[self setValue:value forKey:key];
}
free(ivars);
}
return self;
}
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder
{
unsigned int count = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count);
for (int i = 0; i < count; i++) {
Ivar ivar = ivars;
const char *name = ivar_getName(ivar);
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
id value = [self valueForKey:key];
[aCoder encodeObject:value forKey:key];
}
free(ivars);
}
@end
````
######简化一下使用方式
而这样每一个模型类都要写着无聊的代码，而大部分类都是继承自`NSObject`，所以，我们可以实现一个`NSObject`类别来专门做这件事。
````
//.h
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface NSObject (JYEncode)
- (instancetype)jy_initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder;
- (void)jy_encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder;
@end
//.m
#import "NSObject+JYEncode.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation NSObject (JYEncode)
- (instancetype)jy_initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
if (!aDecoder) return self;
if (self == (id)kCFNull) return self;
unsigned int count = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count);
for (int i = 0; i < count; i++) {
//取出i对应位置的成员变量
Ivar ivar = ivars;
//查看成员变量
const char *name = ivar_getName(ivar);
//归档
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key];
//设置到成员变量身上
[self setValue:value forKey:key];
}
free(ivars);
return self;
}
- (void)jy_encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder
{
if (!aCoder) return;
if (self == (id)kCFNull) {
[((id<NSCoding>)self)encodeWithCoder:aCoder];
return;
}
unsigned int count = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count);
for (int i = 0; i < count; i++) {
Ivar ivar = ivars;
const char *name = ivar_getName(ivar);
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
id value = [self valueForKey:key];
[aCoder encodeObject:value forKey:key];
}
free(ivars);
}
@end
````
这样在使用的时候只需要简单的引用一下就可以了，**为了验证可行性，每种类型的数据我都添加了一个，事实证明是可以的**
````
//.h
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "JYEncodeSubModel.h"
/*!
实现 ‘NSCoding’协议，支持数据类和数据流间的编码和解码，而数据流可以持久化到硬盘。
*/
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface JYEncodeModel : NSObject<NSCoding>
@property(nonatomic,strong) NSString *name;
@property(nonatomic,assign) int num;
@property(nonatomic,assign) NSRange range;
@property(nonatomic,strong) NSDate *date;
@property(nonatomic,strong) NSDictionary *dict;
@property(nonatomic,strong) NSArray *array;
@property(nonatomic,strong) JYEncodeSubModel *subModel;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
//.m
#import "JYEncodeModel.h"
#import "NSObject+JYEncode.h"
@implementation JYEncodeModel
- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
return [self jy_initWithCoder:aDecoder];
}
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder
{
[self jy_encodeWithCoder:aCoder];
}
@end
//附上JYEncodeSubModel的内容
//.h
#import <Foundation/Foundation.h>
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface JYEncodeSubModel : NSObject<NSCoding>
@property(nonatomic,strong) NSString *subName;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
//.m
#import "JYEncodeSubModel.h"
#import "NSObject+JYEncode.h"
@implementation JYEncodeSubModel
- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
return [self jy_initWithCoder:aDecoder];
}
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder
{
[self jy_encodeWithCoder:aCoder];
}
@end
````
所以，尽情添加吧，我自岿然不动。
####实现模型类的转化
其实原理很简单，就是遍历模型中属性的名字，去数据字典中取值，如果取到就进行赋值。
####消息转发
`objc_msgSend`方法的使用
objc_msgSend(receiver,selector)
或者传入参数
objc_msgSend(receiver,selector,arg1,arg2,...)
当一个message被发送给object，会根据object的isa 指针找到类结构里的方法，如果不能找到，一直顺着父类寻找该方法的实现，直到NSObject类。
为加快速度，runtime system 会缓存使用过的selector和方法地址。
- 通过object的isa指针找到他的class
- 在class的method_list中找到方法
- 如果class中没有找到方法，继续往superclass中查找
- 一旦找到这个函数，执行对应的方法实现 （IMP）
- 找不到 Dynamic Method Resolution(动态方法决议) 如果是实例方法，调用`+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel`,如果是类方法，调用`+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel`，这样可以让程序在运行时动态的为一个selector提供实现。如果返回YES，运行时系统会重启一次消息的发送过程，调动动态添加方法。
````
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
if (sel == @selector(foo)) {
class_addMethod([self class], sel, (IMP)dynamicMethodIMP, "V@:");
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
void dynamicMethodIMP(id self,SEL _cmd){
NSLog(@"%s",__PRETTY_FUNCTION__);
}
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel
{
return [super resolveClassMethod:sel];
}
````
Note：Objective-C的方法本质上是一个至少包含了两个参数（id self,SEL _cmd)的C函数。
- Message Forwarding（消息转发）
分两步：
1、首先运行时系统会调用- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector方法，如果这个方法中返回的不是nil或者self，运行时系统将把消息发送给返回的那个对象
2、如果- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector返回的是nil或者self，运行时系统首先会调用- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector方法来获得方法签名，方法签名记录了方法的参数和返回值的信息，如果－methodSignatureForSelector 返回的是nil, 运行时系统会抛出unrecognized selector exception，程序到这里就结束了
````
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
NSMethodSignature *signature =[super methodSignatureForSelector:aSelector];
if (!signature) {
//获取指定对象的方法签名
signature = [target methodSignatureForSelector:aSelector];
}
return signature;
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
//检测target是否实现来该方法
if ([target respondsToSelector:anInvocation.selector]) {
//如果实现了，在这儿将方法分发到对象中去 。可利用这个实现多重代理
[anInvocation invokeWithTarget:target];
}
}
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
return nil;
}
````
或者
````
// 第一步：我们不动态添加方法，返回NO，进入第二步；
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
return NO;
}
// 第二部：我们不指定备选对象响应aSelector，进入第三步；
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
return nil;
}
// 第三步：返回方法选择器，然后进入第四部；
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
if ([NSStringFromSelector(aSelector) isEqualToString:@"sing"]) {
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
}
return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
// 第四部：这步我们修改调用对象
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
// 我们改变调用对象为People
NewClass *newTarget = [[NewClass alloc] init];
[anInvocation invokeWithTarget:newTarget];
}
````
流程图：
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