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主要參考自:
1、iOS運行時(Runtime)詳解+Demo
2、Objective-C Runtime
3、神經(jīng)病院Objective-C Runtime出院第三天——如何正確使用Runtime
運行時簡介
Objective-C語言是一門動態(tài)語言，它將很多靜態(tài)語言在編譯和鏈接時期做的事放到了運行時來處理。
對于Objective-C來說，這個運行時系統(tǒng)就像一個操作系統(tǒng)一樣：它讓所有的工作可以正常的運行。Runtime基本上是用C和匯編寫的，這個庫使得C語言有了面向?qū)ο蟮哪芰Α?br>
在Runtime中，對象可以用C語言中的結(jié)構(gòu)體表示，而方法可以用C函數(shù)來實現(xiàn)，另外再加上了一些額外的特性。這些結(jié)構(gòu)體和函數(shù)被runtime函數(shù)封裝后，讓OC的面向?qū)ο缶幊套優(yōu)榭赡堋?br>
找出方法的最終執(zhí)行代碼：當程序執(zhí)行[object doSomething]時，會向消息接收者(object)發(fā)送一條消息(doSomething)，Runtime會根據(jù)消息接收者是否能響應該消息而做出不同的反應。
一、類與對象基礎數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
1、object_class 類
Objective-C類是由Class類型來表示的，它實際上是一個指
向objc_class結(jié)構(gòu)體的指針。
typedef struct object_class *Class
它的定義如下：
struct object_class{
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE; // 父類
const char *name OBJC2_UNAVAILABLE; // 類名
long version OBJC2_UNAVAILABLE; // 類的版本信息，默認為0
long info OBJC2_UNAVAILABLE; // 類信息，供運行期使用的一些位標識
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE; // 該類的實例變量大小
struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE; // 該類的成員變量鏈表
struct objc_method_list *methodLists OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法定義的鏈表
struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法緩存
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE; // 協(xié)議鏈表
#endif
}OBJC2_UNAVAILABLE;
2、objc_object 實例
objc_object是表示一個類的實例的結(jié)構(gòu)體
它的定義如下：
struct objc_object{
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
typedef struct objc_object *id;
可以看到，這個結(jié)構(gòu)體只有一個字體，即指向其類的isa指針。這
樣，當我們向一個Objective-C對象發(fā)送消息時，運行時庫會根據(jù)
實例對象的isa指針找到這個實例對象所屬的類。Runtime庫會在類
的方法列表及父類的方法列表中去尋找與消息對應的selector指向
的方法，找到后即運行這個方法。
3、元類(Meta Class)
meta-class是一個類對象的類。
在上面我們提到，所有的類自身也是一個對象，我們可以向這個對象發(fā)送消息(即調(diào)用類方法)。
既然是對象，那么它也是一個objc_object指針，它包含一個指向其類的一個isa指針。那么，這個isa指針指向什么呢？
答案是，為了調(diào)用類方法，這個類的isa指針必須指向一個包含這些類方法的一個objc_class結(jié)構(gòu)體。這就引出了meta-class的概念，meta-class中存儲著一個類的所有類方法。
所以，調(diào)用類方法的這個類對象的isa指針指向的就是meta-class
當我們向一個對象發(fā)送消息時，runtime會在這個對象所屬的這個類的方法列表中查找方法；而向一個類發(fā)送消息時，會在這個類的meta-class的方法列表中查找。
再深入一下，meta-class也是一個類，也可以向它發(fā)送一個消息，那么它的isa又是指向什么呢？為了不讓這種結(jié)構(gòu)無限延伸下去，Objective-C的設計者讓所有的meta-class的isa指向基類的meta-class，以此作為它們的所屬類。
即，任何NSObject繼承體系下的meta-class都使用NSObject的meta-class作為自己的所屬類，而基類的meta-class的isa指針是指向它自己。
通過上面的描述，再加上對objc_class結(jié)構(gòu)體中super_class指針的分析，我們就可以描繪出類及相應meta-class類的一個繼承體系了，如下：
4、Category
Category是表示一個指向分類的結(jié)構(gòu)體的指針，其定義如下：
typedef struct objc_category *Category
struct objc_category{
char *category_name OBJC2_UNAVAILABLE; // 分類名
char *class_name OBJC2_UNAVAILABLE; // 分類所屬的類名
struct objc_method_list *instance_methods OBJC2_UNAVAILABLE; // 實例方法列表
struct objc_method_list *class_methods OBJC2_UNAVAILABLE; // 類方法列表
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE; // 分類所實現(xiàn)的協(xié)議列表
}
這個結(jié)構(gòu)體主要包含了分類定義的實例方法與類方法，其中instance_methods列表是objc_class中方法列表的一個子集，而class_methods列表是元類方法列表的一個子集。
可發(fā)現(xiàn)，類別中沒有ivar成員變量指針，也就意味著：類別中不能夠添加實例變量和屬性,(!除非使用關(guān)聯(lián)對象,而且Category中的屬性，只會生成setter和getter方法，不會生成成員變量)例子如下
#import "UIButton+ClickBlock.h"
#import static const void *associatedKey = "associatedKey";
@implementation UIButton (ClickBlock)
//利用關(guān)聯(lián)對象在Category中設置的屬性，只會生成setter和getter方法，不會生成成員變量
-(void)setClick:(clickBlock)click{
objc_setAssociatedObject(self, associatedKey, click, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
[self removeTarget:self action:@selector(buttonClick) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
if (click) {
[self addTarget:self action:@selector(buttonClick) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
}
}
-(clickBlock)click{
return objc_getAssociatedObject(self, associatedKey);
}
-(void)buttonClick{
if (self.click) {
self.click();
}
}
@end
然后在代碼中，就可以使用 UIButton 的屬性來監(jiān)聽單擊事件了：
UIButton *button = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
button.frame = self.view.bounds;
[self.view addSubview:button];
button.click = ^{
NSLog(@"buttonClicked");
};
關(guān)聯(lián)對象的使用
1.設置關(guān)聯(lián)值
參數(shù)說明：
object：與誰關(guān)聯(lián)，通常是傳self
key：唯一鍵，在獲取值時通過該鍵獲取，通常是使用static
const void *來聲明
value：關(guān)聯(lián)所設置的值
policy：內(nèi)存管理策略，比如使用copy
void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc _AssociationPolicy policy)
2.獲取關(guān)聯(lián)值
參數(shù)說明：
object：與誰關(guān)聯(lián)，通常是傳self，在設置關(guān)聯(lián)時所指定的與哪個對象關(guān)聯(lián)的那個對象
key：唯一鍵，在設置關(guān)聯(lián)時所指定的鍵
id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)
3.取消關(guān)聯(lián)
void objc_removeAssociatedObjects(id object)
關(guān)聯(lián)策略
使用場景：
可以在類別中添加屬性
typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy){
OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0, // 表示弱引用關(guān)聯(lián)，通常是基本數(shù)據(jù)類型
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, // 表示強引用關(guān)聯(lián)對象，是線程安全的
OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3, // 表示關(guān)聯(lián)對象copy，是線程安全的
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401, // 表示強引用關(guān)聯(lián)對象，不是線程安全的
OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403 // 表示關(guān)聯(lián)對象copy，不是線程安全的
};
二、方法與消息
1、SEL
SEL又叫選擇器，是表示一個方法的selector的指針，其定義如下：
typedef struct objc_selector *SEL；
方法的selector用于表示運行時方法的名字。Objective-C在編譯時，會依據(jù)每一個方法的名字、參數(shù)序列，生成一個唯一的整型標識(Int類型的地址)，這個標識就是SEL。
兩個類之間，只要方法名相同，那么方法的SEL就是一樣的，每一個方法都對應著一個SEL。所以在Objective-C同一個類(及類的繼承體系)中，不能存在2個同名的方法，即使參數(shù)類型不同也不行
如在某一個類中定義以下兩個方法: 錯誤
- (void)setWidth:(int)width;
- (void)setWidth:(double)width;
當然，不同的類可以擁有相同的selector，這個沒有問題。不同類的實例對象執(zhí)行相同的selector時，會在各自的方法列表中去根據(jù)selector去尋找自己對應的IMP。
工程中的所有的SEL組成一個Set集合，如果我們想到這個方法集合中查找某個方法時，只需要去找到這個方法對應的SEL就行了，SEL實際上就是根據(jù)方法名hash化了的一個字符串，而對于字符串的比較僅僅需要比較他們的地址就可以了，可以說速度上無語倫比！
本質(zhì)上，SEL只是一個指向方法的指針（準確的說，只是一個根據(jù)方法名hash化了的KEY值，能唯一代表一個方法），它的存在只是為了加快方法的查詢速度。
通過下面三種方法可以獲取SEL:
a、sel_registerName函數(shù)
b、Objective-C編譯器提供的@selector()
c、NSSelectorFromString()方法
2、IMP
IMP實際上是一個函數(shù)指針，指向方法實現(xiàn)的地址。
其定義如下:
id (*IMP)(id, SEL,...)
第一個參數(shù)：是指向self的指針(如果是實例方法，則是類實例的內(nèi)存地址；如果是類方法，則是指向元類的指針)
第二個參數(shù)：是方法選擇器(selector)
接下來的參數(shù)：方法的參數(shù)列表。
前面介紹過的SEL就是為了查找方法的最終實現(xiàn)IMP的。由于每個方法對應唯一的SEL，因此我們可以通過SEL方便快速準確地獲得它所對應的IMP，查找過程將在下面討論。取得IMP后，我們就獲得了執(zhí)行這個方法代碼的入口點，此時，我們就可以像調(diào)用普通的C語言函數(shù)一樣來使用這個函數(shù)指針了。
3、Method
Method用于表示類定義中的方法，則定義如下：
typedef struct objc_method *Method
struct objc_method{
SEL method_name OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法名
char *method_types OBJC2_UNAVAILABLE;
IMP method_imp OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法實現(xiàn)
}
我們可以看到該結(jié)構(gòu)體中包含一個SEL和IMP，實際上相當于在SEL和IMP之間作了一個映射。有了SEL，我們便可以找到對應的IMP，從而調(diào)用方法的實現(xiàn)代碼。
4、消息
Objc 中發(fā)送消息是用中括號（[]）把接收者和消息括起來，而直到運行時才會把消息與方法實現(xiàn)綁定。
有關(guān)消息發(fā)送和消息轉(zhuǎn)發(fā)機制的原理，可以查看這篇文章。
面對著 Cocoa 中大量 API，只知道簡單的查文檔和調(diào)用。還記得初學 Objective-C 時把 [receiver message] 當成簡單的方法調(diào)用，而無視了“發(fā)送消息”這句話的深刻含義。其實 [receiver message] 會被編譯器轉(zhuǎn)化為：
objc_msgSend(receiver, selector)
如果消息含有參數(shù)，則為：
objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, ...)
如果消息的接收者能夠找到對應的 selector，那么就相當于直接執(zhí)行了接收者這個對象的特定方法；否則，消息要么被轉(zhuǎn)發(fā)，或是臨時向接收者動態(tài)添加這個 selector 對應的實現(xiàn)內(nèi)容，要么就干脆玩完崩潰掉。
現(xiàn)在可以看出[receiver message]真的不是一個簡簡單單的方法調(diào)用。因為這只是在編譯階段確定了要向接收者發(fā)送 message這條消息，而 receiver 將要如何響應這條消息，那就要看運行時發(fā)生的情況來決定了。
這里看起來像是objc_msgSend返回了數(shù)據(jù)，其實objc_msgSend從不返回數(shù)據(jù)而是你的方法被調(diào)用后返回了數(shù)據(jù)。下面詳細敘述下消息發(fā)送步驟：
1、檢測這個 selector 是不是要忽略的。比如 Mac OS X 開發(fā)，有了垃圾回收就不理會 retain, release 這些函數(shù)了。
2、檢測這個 target 是不是 nil 對象。ObjC 的特性是允許對一個 nil 對象執(zhí)行任何一個方法不會 Crash，因為會被忽略掉。
3、如果上面兩個都過了，那就開始查找這個類的 IMP，先從 cache 里面找，完了找得到就跳到對應的函數(shù)去執(zhí)行。
4、如果 cache 找不到就找一下方法分發(fā)表。
5、如果分發(fā)表找不到就到超類的分發(fā)表去找，一直找，直到找到NSObject類為止。
6、如果還找不到就要開始進入動態(tài)方法解析了，后面會提到。
PS:這里說的分發(fā)表其實就是Class中的方法列表，它將方法選擇器和方法實現(xiàn)地址聯(lián)系起來。
其實編譯器會根據(jù)情況在objc_msgSend, objc_msgSend_stret, objc_msgSendSuper, 或 objc_msgSendSuper_stret四個方法中選擇一個來調(diào)用。如果消息是傳遞給超類，那么會調(diào)用名字帶有”Super”的函數(shù)；如果消息返回值是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)而不是簡單值時，那么會調(diào)用名字帶有”stret”的函數(shù)。排列組合正好四個方法。
值得一提的是在i386 平臺處理返回類型為浮點數(shù)的消息時，需要用到objc_msgSend_fpret函數(shù)來進行處理，這是因為返回類型為浮點數(shù)的函數(shù)對應的ABI(Application Binary Interface)與返回整型的函數(shù)的ABI不兼容。此時objc_msgSend不再適用，于是objc_msgSend_fpret被派上用場，它會對浮點數(shù)寄存器做特殊處理。不過在PPC 或 PPC64 平臺是不需要麻煩它的。
PS：有木有發(fā)現(xiàn)這些函數(shù)的命名規(guī)律哦？帶“Super”的是消息傳遞給超類；“stret”可分為“st”+“ret”兩部分，分別代表“struct”和“return”；“fpret”就是“fp”+“ret”，分別代表“floating-point”和“return”。
5、動態(tài)方法解析
你可以動態(tài)地提供一個方法的實現(xiàn)。例如我們可以用@dynamic關(guān)鍵字在類的實現(xiàn)文件中修飾一個屬性：
@dynamic propertyName;
這表明我們會為這個屬性動態(tài)提供存取方法，也就是說編譯器不會再默認為我們生成setPropertyName:和propertyName方法，而需要我們動態(tài)提供。我們可以通過分別重載resolveInstanceMethod:和resolveClassMethod:方法分別添加實例方法實現(xiàn)和類方法實現(xiàn)。因為當Runtime系統(tǒng)在Cache和方法分發(fā)表中（包括超類）找不到要執(zhí)行的方法時，Runtime會調(diào)用resolveInstanceMethod:或resolveClassMethod:來給程序員一次動態(tài)添加方法實現(xiàn)的機會。我們需要用class_addMethod函數(shù)完成向特定類添加特定方法實現(xiàn)的操作：
void dynamicMethodIMP(id self, SEL _cmd) {
// implementation ....
}
@implementation MyClass
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
if (aSEL == @selector(resolveThisMethodDynamically)) {
class_addMethod([self class], aSEL, (IMP) dynamicMethodIMP, "v@:");
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:aSEL];
}
@end
上面的例子為resolveThisMethodDynamically方法添加了實現(xiàn)內(nèi)容，也就是dynamicMethodIMP方法中的代碼。其中 “v@:” 表示返回值和參數(shù)，這個符號涉及 Type Encoding
PS：動態(tài)方法解析會在消息轉(zhuǎn)發(fā)機制浸入前執(zhí)行。如果 respondsToSelector: 或 instancesRespondToSelector:方法被執(zhí)行，動態(tài)方法解析器將會被首先給予一個提供該方法選擇器對應的IMP的機會。如果你想讓該方法選擇器被傳送到轉(zhuǎn)發(fā)機制，那么就讓resolveInstanceMethod:返回NO。
備注:解析類方法等具體做法 例：
.h
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Student : NSObject
+ (void)learnClass:(NSString *) string;
- (void)goToSchool:(NSString *) name;
@end
.m
#import "Student.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation Student
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel {
if (sel == @selector(learnClass:)) {
class_addMethod(object_getClass(self), sel, class_getMethodImplementation(object_getClass(self), @selector(myClassMethod:)), "v@:");
return YES;
}
return [class_getSuperclass(self) resolveClassMethod:sel];
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
if (aSEL == @selector(goToSchool:)) {
class_addMethod([self class], aSEL, class_getMethodImplementation([self class], @selector(myInstanceMethod:)), "v@:");
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:aSEL];
}
+ (void)myClassMethod:(NSString *)string {
NSLog(@"myClassMethod = %@", string);
}
- (void)myInstanceMethod:(NSString *)string {
NSLog(@"myInstanceMethod = %@", string);
}
@end
需要深刻理解[self class] 與 object_getClass(self) 甚至 object_getClass([self class]) 的關(guān)系，其實并不難，重點在于 self 的類型：
1、當 self 為實例對象時，[self class] 與 object_getClass(self) 等價，因為前者會調(diào)用后者。
object_getClass([self class]) 得到元類。
2、當 self 為類對象時，[self class] 返回值為自身，還是 self。
object_getClass(self) 與 object_getClass([self class]) 等價。
6、消息轉(zhuǎn)發(fā)
重定向
在消息轉(zhuǎn)發(fā)機制執(zhí)行前，Runtime 系統(tǒng)會再給我們一次偷梁換柱的機會，即通過重載- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector方法替換消息的接受者為其他對象：
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
if(aSelector == @selector(mysteriousMethod:)){
return alternateObject;
}
return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
畢竟消息轉(zhuǎn)發(fā)要耗費更多時間，抓住這次機會將消息重定向給別人是個不錯的選擇，如果此方法返回nil或self,則會進入消息轉(zhuǎn)發(fā)機制(forwardInvocation:);否則將向返回的對象重新發(fā)送消息。
如果想替換類方法的接受者，需要覆寫 + (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector方法，并返回類對象：
+ (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
if(aSelector == @selector(xxx)) {
return NSClassFromString(@"Class name");
}
return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
轉(zhuǎn)發(fā)
當動態(tài)方法解析不作處理返回NO時，消息轉(zhuǎn)發(fā)機制會被觸發(fā)。在這時forwardInvocation:方法會被執(zhí)行，我們可以重寫這個方法來定義我們的轉(zhuǎn)發(fā)邏輯：
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
if ([someOtherObject respondsToSelector:
[anInvocation selector]])
[anInvocation invokeWithTarget:someOtherObject];
else
[super forwardInvocation:anInvocation];
}
該消息的唯一參數(shù)是個NSInvocation類型的對象——該對象封裝了原始的消息和消息的參數(shù)。我們可以實現(xiàn)forwardInvocation:方法來對不能處理的消息做一些默認的處理，也可以將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他對象來處理，而不拋出錯誤。
這里需要注意的是參數(shù)anInvocation是從哪的來的呢？其實在forwardInvocation:消息發(fā)送前，Runtime系統(tǒng)會向?qū)ο蟀l(fā)送methodSignatureForSelector:消息，并取到返回的方法簽名用于生成NSInvocation對象。所以我們在重寫forwardInvocation:的同時也要重寫methodSignatureForSelector:方法，否則會拋異常。
當一個對象由于沒有相應的方法實現(xiàn)而無法響應某消息時，運行時系統(tǒng)將通過forwardInvocation:消息通知該對象。每個對象都從NSObject類中繼承了forwardInvocation:方法。然而，NSObject中的方法實現(xiàn)只是簡單地調(diào)用了doesNotRecognizeSelector:。通過實現(xiàn)我們自己的forwardInvocation:方法，我們可以在該方法實現(xiàn)中將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其它對象。
forwardInvocation:方法就像一個不能識別的消息的分發(fā)中心，將這些消息轉(zhuǎn)發(fā)給不同接收對象?；蛘咚部梢韵笠粋€運輸站將所有的消息都發(fā)送給同一個接收對象。它可以將一個消息翻譯成另外一個消息，或者簡單的”吃掉“某些消息，因此沒有響應也沒有錯誤。forwardInvocation:方法也可以對不同的消息提供同樣的響應，這一切都取決于方法的具體實現(xiàn)。該方法所提供是將不同的對象鏈接到消息鏈的能力。
注意： forwardInvocation:方法只有在消息接收對象中無法正常響應消息時才會被調(diào)用。 所以，如果我們希望一個對象將negotiate消息轉(zhuǎn)發(fā)給其它對象，則這個對象不能有negotiate方法。否則，forwardInvocation:將不可能會被調(diào)用。
轉(zhuǎn)發(fā)與多繼承
轉(zhuǎn)發(fā)和繼承相似，可以用于為Objc編程添加一些多繼承的效果。就像下圖那樣，一個對象把消息轉(zhuǎn)發(fā)出去，就好似它把另一個對象中的方法借過來或是“繼承”過來一樣。
這使得不同繼承體系分支下的兩個類可以“繼承”對方的方法，在上圖中Warrior和Diplomat沒有繼承關(guān)系，但是Warrior將negotiate消息轉(zhuǎn)發(fā)給了Diplomat后，就好似Diplomat是Warrior的超類一樣。
消息轉(zhuǎn)發(fā)彌補了 Objc 不支持多繼承的性質(zhì)，也避免了因為多繼承導致單個類變得臃腫復雜。它將問題分解得很細，只針對想要借鑒的方法才轉(zhuǎn)發(fā)，而且轉(zhuǎn)發(fā)機制是透明的。
轉(zhuǎn)發(fā)與繼承
盡管轉(zhuǎn)發(fā)很像繼承，但是NSObject類不會將兩者混淆。像respondsToSelector:和 isKindOfClass:這類方法只會考慮繼承體系，不會考慮轉(zhuǎn)發(fā)鏈。比如上圖中一個Warrior對象如果被問到是否能響應negotiate消息：
if ( [aWarrior respondsToSelector:@selector(negotiate)] )
...
結(jié)果是NO，盡管它能夠接受negotiate消息而不報錯，因為它靠轉(zhuǎn)發(fā)消息給Diplomat類來響應消息。
如果你為了某些意圖偏要“弄虛作假”讓別人以為Warrior繼承到了Diplomat的negotiate方法，你得重新實現(xiàn) respondsToSelector:和 isKindOfClass:來加入你的轉(zhuǎn)發(fā)算法：
- (BOOL)respondsToSelector:(SEL)aSelector
{
if ( [super respondsToSelector:aSelector] )
return YES;
else {
/* Here, test whether the aSelector message can *
* be forwarded to another object and whether that *
* object can respond to it. Return YES if it can. */
}
return NO;
}
除了respondsToSelector: 和isKindOfClass:之外，instancesRespondToSelector:中也應該寫一份轉(zhuǎn)發(fā)算法。如果使用了協(xié)議，conformsToProtocol:同樣也要加入到這一行列中。類似地，如果一個對象轉(zhuǎn)發(fā)它接受的任何遠程消息，它得給出一個methodSignatureForSelector:來返回準確的方法描述，這個方法會最終響應被轉(zhuǎn)發(fā)的消息。比如一個對象能給它的替代者對象轉(zhuǎn)發(fā)消息，它需要像下面這樣實現(xiàn)methodSignatureForSelector:：
- (NSMethodSignature*)methodSignatureForSelector:(SEL)selector
{
NSMethodSignature* signature = [super methodSignatureForSelector:selector];
if (!signature) {
signature = [surrogate methodSignatureForSelector:selector];
}
return signature;
}
7、方法交換 Method Swizzling
之前所說的消息轉(zhuǎn)發(fā)雖然功能強大，但需要我們了解并且能更改對應類的源代碼，因為我們需要實現(xiàn)自己的轉(zhuǎn)發(fā)邏輯。當我們無法觸碰到某個類的源代碼，卻想更改這個類某個方法的實現(xiàn)時，該怎么辦呢？可能繼承類并重寫方法是一種想法，但是有時無法達到目的。這里介紹的是 Method Swizzling ，它通過重新映射方法對應的實現(xiàn)來達到“偷天換日”的目的。跟消息轉(zhuǎn)發(fā)相比，Method Swizzling 的做法更為隱蔽，甚至有些冒險，也增大了debug的難度。
Swizzling原理
在Objective-C中調(diào)用一個方法，其實是向一個對象發(fā)送消息，而查找消息的唯一依據(jù)是selector的名字。
所以，我們可以利用Objective-C的runtime機制，實現(xiàn)在運行時交換selector對應的方法實現(xiàn)以達到我們的目的。
每個類都有一個方法列表，存放著selector的名字和方法實現(xiàn)的映射關(guān)系。
IMP有點類似函數(shù)指針，指向具體的Method實現(xiàn)
這是參考Mattt大神在NSHipster上的文章自己寫的代碼。
#import <objc/runtime.h>
@implementation UIViewController (Tracking)
+ (void)load {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
Class aClass = [self class];
// When swizzling a class method, use the following:
// Class aClass = object_getClass((id)self);
SEL originalSelector = @selector(viewWillAppear:);
SEL swizzledSelector = @selector(xxx_viewWillAppear:);
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(aClass, originalSelector);
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(aClass, swizzledSelector);
BOOL didAddMethod =
class_addMethod(aClass,
originalSelector,
method_getImplementation(swizzledMethod),
method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
if (didAddMethod) {
class_replaceMethod(aClass,
swizzledSelector,
method_getImplementation(originalMethod),
method_getTypeEncoding(originalMethod));
} else {
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
});
}
#pragma mark - Method Swizzling
- (void)xxx_viewWillAppear:(BOOL)animated {
[self xxx_viewWillAppear:animated];
NSLog(@"viewWillAppear: %@", self);
}
@end
上面的代碼通過添加一個Tracking類別到UIViewController類中，將UIViewController類的viewWillAppear:方法和Tracking類別中xxx_viewWillAppear:方法的實現(xiàn)相互調(diào)換。Swizzling 應該在+load方法中實現(xiàn)，因為+load是在一個類最開始加載時調(diào)用。dispatch_once是GCD中的一個方法，它保證了代碼塊只執(zhí)行一次，并讓其為一個原子操作，線程安全是很重要的。
如果類中不存在要替換的方法，那就先用class_addMethod和class_replaceMethod函數(shù)添加和替換兩個方法的實現(xiàn)；如果類中已經(jīng)有了想要替換的方法，那么就調(diào)用method_exchangeImplementations函數(shù)交換了兩個方法的 IMP，這是蘋果提供給我們用于實現(xiàn)Method Swizzling的便捷方法。
可能有人注意到了這行:
// When swizzling a class method, use the following:
// Class aClass = object_getClass((id)self);
// ...
// Method originalMethod = class_getClassMethod(aClass, originalSelector);
// Method swizzledMethod = class_getClassMethod(aClass, swizzledSelector);
object_getClass((id)self) 與 [self class]返回的結(jié)果類型都是 Class,但前者為元類,后者為其本身,因為此時 self 為 Class 而不是實例.注意 [NSObject class] 與 [object class] 的區(qū)別：
+ (Class)class {
return self;
}
- (Class)class {
return object_getClass(self);
}
PS:如果類中沒有想被替換實現(xiàn)的原方法時，class_replaceMethod相當于直接調(diào)用class_addMethod向類中添加該方法的實現(xiàn)；否則調(diào)用method_setImplementation方法，types參數(shù)會被忽略。method_exchangeImplementations方法做的事情與如下的原子操作等價：
IMP imp1 = method_getImplementation(m1);
IMP imp2 = method_getImplementation(m2);
method_setImplementation(m1, imp2);
method_setImplementation(m2, imp1);
最后xxx_viewWillAppear:方法的定義看似是遞歸調(diào)用引發(fā)死循環(huán)，其實不會的。因為[self xxx_viewWillAppear:animated]消息會動態(tài)找到xxx_viewWillAppear:方法的實現(xiàn)，而它的實現(xiàn)已經(jīng)被我們與viewWillAppear:方法實現(xiàn)進行了互換，所以這段代碼不僅不會死循環(huán)，如果你把[self xxx_viewWillAppear:animated]換成[self viewWillAppear:animated]反而會引發(fā)死循環(huán)。
PS:看到有人說+load方法本身就是線程安全的，因為它在程序剛開始就被調(diào)用，很少會碰到并發(fā)問題，于是 stackoverflow 上也有大神去掉了dispatch_once 部分。
擴展閱讀:
1、iOS---防止UIButton重復點擊的三種實現(xiàn)方式
2、Swift Runtime分析：還像OC Runtime一樣嗎？
