1.iOS Runtime理解
2.iOS Runtime详解

iOS Runtime理解

        runtime

        概述: runtime又叫运行时，是一套底层C语言API，是iOS系统的核心之一。开发者在编码过程中，可以给任意一个对象发送消息，在编译阶段只是确定了要向接受着发送这条消息，而接受者如何响应和处理这条消息，就要看运行时来决定了

         C语言中，在编译器就确定要调用哪个函数，而OC的函数，属于动态调用过程，在编译器并不能真正决定调用哪个函数，只有在真正的运行时才会根据函数的名称找到对应的函数来调用。OC是一个动态语言，这意味着它不仅要一个编译器，也需要一个运行时系统来动态创建类和对象、进行消息传递和发送

        1.消息转发

        Runtime的特性主要是消息传递，如果消息在对象中找不到，就进行转发。Objective-C是一个动态语言，这意味着它不仅需要一个编译器，也需要一个运行时系统来动态创建类和对象、进行消息传递和转发。Runtime的核心是消息传递。

        (1)消息传递的过程

        一个对象的方法[obj test],源码编译器转成消息发送objc_msgSend(obj,test),Runtime执行的流程是这样的

        a.首先通过obj的isa指针找到它的class

        b.在class的method list找test

        c.如果class中没找到test，继续往它的superclass中找

        d.一旦找到test这个函数，就去执行它的IMP

        由于效率问题，每个消息都遍历一次objc_method_list并不合理，所以需要把经常被调用的函数缓存下来，去提高函数查询的效率。这也就是objc_class中另一个重要的成员objc_cache做的事情。找到test之后，将test的method_name作为key，method_imp作为value。当再次收到test消息的时候，可以直接在cache里找。

        类对象（objc_class）

        Objective-C类是由Class类型来表示的，它实际上是一个指向objc_class结构体的指针。struct objc_class结构体里面定义了很多变量。结构体里保存了指向父类的指针、类的名字（name）、版本、实例变量列表（ivars）、方法列表（methodLists）、缓存（cache）、遵守的协议列表（protocols）,由此可见，类对象就是一个结构体struct objc_class，这个结构体存放的数据就是元数据

        理解Runtime就是理解iOS在运行时他的数据存储以及他的类、实例、类对象、元类她们之间的关系和作用。

        (2)消息转发机制

        归根到底，Objective-C中所有的方法调用本质就是向对象发送消息

        1.类中创建方法-(void)test

        2.iOS系统为这个方法创建一个编号，SEL(test)并添加到方法列表里面

        3.当调用这个方法的时候系统去方法列表里查找这个方法，找到了就执行

        所以，调用一个方法就会进行一次发送消息也就是在这个类的方法列表里找，如果在该类中找不到就到该类的父类里找，如果父类还找不到就一直搜索到继承树的根部，如果找不到或者消息转发不成功那就会报unrecognized selector错。

        1.动态方法解析

        Objective-C运行时会调用+resolveInstanceMethod:或者 +resolveClassMethod:让你有机会提供一个函数实现，如果你添加了函数并且返回YES，那么运行时就会重新启动一次消息发送的过程。如下图：

        虽然没有foo:的实现函数，但是通过class_addMethod()动态添加了fooMethod函数，并执行了这个函数并且打印成功。如果reslove返回NO运行时就会移到下一步:forwardingTargetSelector

        2.直接消息转发

        如果目标对象实现了forwardingTargetSelector，Runtime这时就会调用这个方法，给你把这个消息转发给其他对象的机会

       ä»Žå›¾ä¸­å¯ä»¥çœ‹å‡ºæˆ‘们通过forwardingTargetForSelector方法将当前类的方法转给Father类实现了，打印成功。

        3.完整消息转发

        如果在上一步还不能处理未知消息，那唯一能做的就是启动消息转发机制。首先它会发送methodSignatureForSelector消息获得函数的参数和返回值类型。如果methodSignatureForSelector返回nil，Runtime则会发出doesNotRecognizeSelector。如果返回一个签名函数，Runtime就会创建一个NSInvocation对象并发送forwardInvocation消息给目标对象。

       Runtime的实际应用

        1.使用Runtime交换方法

       2.动态添加方法（目前不是很懂）

        3.给分类添加属性

       4.消息转发(热更新)解决Bug(JSPatch)

iOS Runtime详解

       Objective-C Runtime的世界深藏了高效的消息传递机制和动态扩展的能力。它以C和汇编的源码形式构建，为iOS .5+的源码位程序提供了强大的扩展支持。日常开发中，源码我们主要依赖官方API，源码但理解Runtime的源码成本均线源码底层运作有助于我们更好地利用它。

       首先，源码理解类、源码实例和元类是源码关键。类由objc_class表示，源码作为单例的源码元类，isa指针揭示了类的源码本质。实例(objc_object)是源码saas物流运输源码类的具体实例，isa指向其对应的源码类。在消息传递中，源码我们通过isa查找类，遍历method_list找到目标IMP执行。

       objc_msgSend是消息传递的核心，其语法[id self,实时线人数源码 SEL op, ...]包含了对象、类和方法的选择。Message接收流程涉及类查找、method_list遍历，遇到未找到的方法时，会进行转发，优化了效率，diy图片源码常用方法被缓存在objc_cache中。

       元类负责类的创建，类方法和实例方法的管理，形成类的自包含结构。方法的定义包含SEL选择器和IMP实现，如"- (void)caculateWithInt:(NSInteger)num"通过SEL区分不同参数的混沌无秩序源码版本。

       Category则为类添加动态功能，方法查找包括类自身、继承链，如果未找到则启动转发机制，经历动态方法解析和完整消息转发，为编程提供了灵活性。

       例如，通过NSInvocation和MethodSignature，我们可以实现动态解析和消息转发。如ViewController转发foo给Person对象，处理未实现的方法。而关联对象(Objective-C Associated Objects)则通过objc_setAssociatedObject和objc_getAssociatedObject实现属性的动态绑定。

       Runtime的魔法，如Method Swizzling，允许在运行时交换方法实现，KVO则通过动态创建子类来实现属性变化的监听。此外，如JSPatch和NSCoding/MJExtension等工具，利用Runtime扩展框架功能，动态修复bug和高效地操作对象属性。

       综上所述，Objective-C Runtime是一个强大的工具，它潜藏在iOS开发的幕后，为动态扩展和高效编程提供了无限可能。深入理解并善用Runtime，将极大提升你的iOS开发能力。