前言
首先, 如果不太了解Runtime的原理的, 可以去我的上一篇文章里先了解了解iOS-Runtime-原理篇
其次, 所有runtime代碼都是基于C的函數(shù), 所以要用到runtime的函數(shù)必須導(dǎo)入
#import <objc/objc-runtime.h> // 模擬器
或者
#import <objc/runtime.h> // 真機(jī)
#import <objc/message.h> // 真機(jī)
然后, 以下所有代碼都可以在我的Github上面下載, 大家覺得有幫助的希望可以給個(gè)star.
目錄
- 動(dòng)態(tài)添加一個(gè)類
- 打印一個(gè)類的所有ivar, property 和 method
- 給分類增加屬性
- 動(dòng)態(tài)添加方法實(shí)現(xiàn)
- 更換方法調(diào)用者
- 更改特定方法的實(shí)現(xiàn)
1. 動(dòng)態(tài)添加一個(gè)類
就像KVO一樣, 系統(tǒng)是在程序運(yùn)行的時(shí)候根據(jù)你要監(jiān)聽的類, 動(dòng)態(tài)添加一個(gè)新類繼承自該類, 然后重寫原類的setter方法并在里面通知observer的.
那么, 如何動(dòng)態(tài)添加一個(gè)類呢? show code~
// 創(chuàng)建一個(gè)類(size_t extraBytes該參數(shù)通常指定為0, 該參數(shù)是分配給類和元類對(duì)象尾部的索引ivars的字節(jié)數(shù)。)
Class clazz = objc_allocateClassPair([NSObject class], "GoodPerson", 0);
// 添加ivar
// @encode(aType) : 返回該類型的內(nèi)部表示字符串, 如@encode(int) -> i
class_addIvar(clazz, "_name", sizeof(NSString *), log2(sizeof(NSString *)), @encode(NSString *));
class_addIvar(clazz, "_age", sizeof(NSUInteger), log2(sizeof(NSUInteger)), @encode(NSUInteger));
// 注冊(cè)該類
objc_registerClassPair(clazz);
// 創(chuàng)建實(shí)例對(duì)象
id object = [[clazz alloc] init];
// 設(shè)置ivar
[object setValue:@"Tracy" forKey:@"name"];
Ivar ageIvar = class_getInstanceVariable(clazz, "_age");
object_setIvar(object, ageIvar, @18);
// 打印對(duì)象的類和內(nèi)存地址
NSLog(@"%@", object);
// 打印對(duì)象的屬性值
NSLog(@"name = %@, age = %@", [object valueForKey:@"name"], object_getIvar(object, ageIvar));
// 當(dāng)類或者它的子類的實(shí)例還存在，則不能調(diào)用objc_disposeClassPair方法
object = nil;
// 銷毀類
objc_disposeClassPair(clazz);
運(yùn)行結(jié)果為
2016-09-04 17:04:08.328 Runtime-實(shí)踐篇[13699:1043458] <GoodPerson: 0x1002039b0>
2016-09-04 17:04:08.329 Runtime-實(shí)踐篇[13699:1043458] name = Tracy, age = 18
這樣, 我們就在程序運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)添加了一個(gè)繼承自NSObject的GoodPerson類, 并為該類添加了name和age成員變量. 這里我們需要注意的是, 添加成員變量的class_addIvar方法必須要在objc_allocateClassPair和objc_registerClassPair之間調(diào)用才行, 這里涉及到OC中類的成員變量的偏移量, 如果在類注冊(cè)之后再addIvar的話會(huì)破壞原來類成員變量正確的偏移量, 這樣的話會(huì)導(dǎo)致你訪問的那個(gè)成員變量并不是你想訪問的成員變量, 如圖 :
大家可以試試把class_addIvar方法放在objc_registerClassPair方法之后執(zhí)行, 看看會(huì)發(fā)生什么? (用KVC賦值和取值直接報(bào)錯(cuò), 用getIvar的話取值為null)
2. 打印一個(gè)類的所有ivar, property 和 method
這個(gè)還是比較簡(jiǎn)單的, 應(yīng)該直接看代碼都能看懂
Person *p = [[Person alloc] init];
[p setValue:@"Kobe" forKey:@"name"];
[p setValue:@18 forKey:@"age"];
// p.address = @"廣州大學(xué)城";
p.weight = 110.0f;
// 1.打印所有ivars
unsigned int ivarCount = 0;
// 用一個(gè)字典裝ivarName和value
NSMutableDictionary *ivarDict = [NSMutableDictionary dictionary];
Ivar *ivarList = class_copyIvarList([p class], &ivarCount);
for(int i = 0; i < ivarCount; i++){
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivarList[i])];
id value = [p valueForKey:ivarName];
if (value) {
ivarDict[ivarName] = value;
} else {
ivarDict[ivarName] = @"值為nil";
}
}
// 打印ivar
for (NSString *ivarName in ivarDict.allKeys) {
NSLog(@"ivarName:%@, ivarValue:%@",ivarName, ivarDict[ivarName]);
}
// 2.打印所有properties
unsigned int propertyCount = 0;
// 用一個(gè)字典裝propertyName和value
NSMutableDictionary *propertyDict = [NSMutableDictionary dictionary];
objc_property_t *propertyList = class_copyPropertyList([p class], &propertyCount);
for(int j = 0; j < propertyCount; j++){
NSString *propertyName = [NSString stringWithUTF8String:property_getName(propertyList[j])];
id value = [p valueForKey:propertyName];
if (value) {
propertyDict[propertyName] = value;
} else {
propertyDict[propertyName] = @"值為nil";
}
}
// 打印property
for (NSString *propertyName in propertyDict.allKeys) {
NSLog(@"propertyName:%@, propertyValue:%@",propertyName, propertyDict[propertyName]);
}
// 3.打印所有methods
unsigned int methodCount = 0;
// 用一個(gè)字典裝methodName和arguments
NSMutableDictionary *methodDict = [NSMutableDictionary dictionary];
Method *methodList = class_copyMethodList([p class], &methodCount);
for(int k = 0; k < methodCount; k++) {
SEL methodSel = method_getName(methodList[k]);
NSString *methodName = [NSString stringWithUTF8String:sel_getName(methodSel)];
unsigned int argumentNums = method_getNumberOfArguments(methodList[k]);
methodDict[methodName] = @(argumentNums - 2); // -2的原因是每個(gè)方法內(nèi)部都有self 和 selector 兩個(gè)參數(shù)
}
// 打印method
for (NSString *methodName in methodDict.allKeys) {
NSLog(@"methodName:%@, argumentsCount:%@", methodName, methodDict[methodName]);
}
打印結(jié)果為 :
2016-09-04 17:06:49.070 Runtime-實(shí)踐篇[13723:1044813] ivarName:_name, ivarValue:Kobe
2016-09-04 17:06:49.071 Runtime-實(shí)踐篇[13723:1044813] ivarName:_age, ivarValue:18
2016-09-04 17:06:49.071 Runtime-實(shí)踐篇[13723:1044813] ivarName:_weight, ivarValue:110
2016-09-04 17:06:49.072 Runtime-實(shí)踐篇[13723:1044813] ivarName:_address, ivarValue:值為nil
2016-09-04 17:06:49.072 Runtime-實(shí)踐篇[13723:1044813] propertyName:address, propertyValue:值為nil
2016-09-04 17:06:49.072 Runtime-實(shí)踐篇[13723:1044813] propertyName:weight, propertyValue:110
2016-09-04 17:06:49.073 Runtime-實(shí)踐篇[13723:1044813] methodName:setWeight:, argumentsCount:1
2016-09-04 17:06:49.073 Runtime-實(shí)踐篇[13723:1044813] methodName:weight, argumentsCount:0
2016-09-04 17:06:49.074 Runtime-實(shí)踐篇[13723:1044813] methodName:setAddress:, argumentsCount:1
2016-09-04 17:06:49.074 Runtime-實(shí)踐篇[13723:1044813] methodName:address, argumentsCount:0
2016-09-04 17:06:49.074 Runtime-實(shí)踐篇[13723:1044813] methodName:.cxx_destruct, argumentsCount:0
前面2節(jié)主要是熟悉runtime的函數(shù)調(diào)用, 畢竟有許多函數(shù)前綴objc, class, object等等. 其實(shí)這里面也有規(guī)律 :
-
objc_: 高于類的操作, 例如添加類, 注冊(cè)類, 銷毀類還有許多高于一個(gè)類本身的操作一般都是objc開頭 -
class: 對(duì)類的內(nèi)部進(jìn)行修改的, 例如添加ivar, 添加property, 添加method等等 -
object: 對(duì)某個(gè)對(duì)象進(jìn)行修改, 例如設(shè)置ivar值, 獲取ivar值, 設(shè)置property值, 獲取property值, 調(diào)用某個(gè)method等等 -
ivar,property,method: 這三個(gè)方法大家可以手動(dòng)去敲敲看一看
3. 給分類增加屬性
在分類只能對(duì)原類擴(kuò)充方法, 并不能擴(kuò)充屬性, 你可以創(chuàng)建一個(gè)分類, 然后在分類中敲幾個(gè)@property, 然后用第二節(jié)的方法打印下原類的property看看存不存在? 答案顯然是不存在這個(gè)屬性.
那么我們可以使用runtime中的一個(gè)叫關(guān)聯(lián)對(duì)象的辦法, 給分類添加一個(gè)property, 并且打印原類的property列表是真真切切存在的. 上代碼
// Person+RunningMan.h
@interface Person (RunningMan)
/** 速度(km/h) */
@property (nonatomic, assign) CGFloat speed;
@end
// Person+RunningMan.m
#import <objc/objc-runtime.h>
@implementation Person (RunningMan)
- (CGFloat)speed
{
id value = objc_getAssociatedObject(self, _cmd);
return [value doubleValue];
}
- (void)setSpeed:(CGFloat)speed {
objc_setAssociatedObject(self, @selector(speed), @(speed), OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
}
@end
好的, 我們看看加了這個(gè)分類之后再利用第二節(jié)的辦法打印下瞧瞧~
2016-09-04 17:26:00.403 Runtime-實(shí)踐篇[13795:1050331] ivarName:_name, ivarValue:Kobe
2016-09-04 17:26:00.404 Runtime-實(shí)踐篇[13795:1050331] ivarName:_age, ivarValue:18
2016-09-04 17:26:00.405 Runtime-實(shí)踐篇[13795:1050331] ivarName:_weight, ivarValue:110
2016-09-04 17:26:00.405 Runtime-實(shí)踐篇[13795:1050331] ivarName:_address, ivarValue:值為nil
2016-09-04 17:26:00.405 Runtime-實(shí)踐篇[13795:1050331] propertyName:speed, propertyValue:0
2016-09-04 17:26:00.405 Runtime-實(shí)踐篇[13795:1050331] propertyName:address, propertyValue:值為nil
2016-09-04 17:26:00.405 Runtime-實(shí)踐篇[13795:1050331] propertyName:weight, propertyValue:110
2016-09-04 17:26:00.405 Runtime-實(shí)踐篇[13795:1050331] methodName:speed, argumentsCount:0
2016-09-04 17:26:00.406 Runtime-實(shí)踐篇[13795:1050331] methodName:setWeight:, argumentsCount:1
2016-09-04 17:26:00.406 Runtime-實(shí)踐篇[13795:1050331] methodName:setSpeed:, argumentsCount:1
2016-09-04 17:26:00.406 Runtime-實(shí)踐篇[13795:1050331] methodName:weight, argumentsCount:0
2016-09-04 17:26:00.446 Runtime-實(shí)踐篇[13795:1050331] methodName:setAddress:, argumentsCount:1
2016-09-04 17:26:00.447 Runtime-實(shí)踐篇[13795:1050331] methodName:address, argumentsCount:0
2016-09-04 17:26:00.447 Runtime-實(shí)踐篇[13795:1050331] methodName:.cxx_destruct, argumentsCount:0
看到了嘛? speed這個(gè)屬性乖乖的在那兒呢.
其實(shí)關(guān)聯(lián)對(duì)象這個(gè)技術(shù)就是用哈希表實(shí)現(xiàn)的, 將一個(gè)類映射到一張哈希表上, 然后根據(jù)key找到關(guān)聯(lián)對(duì)象, 所以嚴(yán)格說, 關(guān)聯(lián)對(duì)象跟本類沒有任何聯(lián)系, 它不是儲(chǔ)存在類的內(nèi)部的. 它的底層原理就不多介紹了, 不屬于本文的范疇, 大家感興趣的可以到以下兩篇文章里面看看
Associated Objects
Objective-C Associated Objects 的實(shí)現(xiàn)原理
4. 動(dòng)態(tài)添加方法實(shí)現(xiàn)
好了, 繞來繞去又回到了runtime強(qiáng)大的消息轉(zhuǎn)發(fā)身上了, 當(dāng)一個(gè)方法沒有實(shí)現(xiàn)的時(shí)候, OC會(huì)怎么做的呢? 還記得那四個(gè)步驟嗎, 不記得也沒關(guān)系, 我們看代碼!
/*
Person類只有- (void)noIMPMethod方法的聲明,
沒有他的實(shí)現(xiàn), 一般來說程序運(yùn)行, 調(diào)用noIMPMethod這個(gè)方法, 肯定要報(bào)錯(cuò)的,
我們可以在這個(gè)方法里動(dòng)態(tài)添加該方法的實(shí)現(xiàn)
*/
// 用來實(shí)現(xiàn)noIMPMethod方法實(shí)現(xiàn)的函數(shù)
void otherFunction(id self, SEL cmd)
{
NSLog(@"動(dòng)態(tài)處理了noIMPMethod方法的實(shí)現(xiàn)");
}
// 第一步, 對(duì)象在收到無法解讀的消息后, 首先調(diào)用其所屬類的這個(gè)類方法
// 返回YES則結(jié)束消息轉(zhuǎn)發(fā), 返回NO則進(jìn)入下一步
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
// 如果是noIMPMethod方法
if([NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"noIMPMethod"]){
// 動(dòng)態(tài)添加方法實(shí)現(xiàn)
class_addMethod([self class], sel, (IMP)otherFunction, "v@:");
return YES;
} else {
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
}
程序運(yùn)行結(jié)果 :
2016-09-04 17:38:24.301 Runtime-實(shí)踐篇[13856:1054351] 動(dòng)態(tài)處理了noIMPMethod方法的實(shí)現(xiàn)
代碼應(yīng)該也很明了, 當(dāng)判斷到無法解讀的SEL后, 可以給該SEL動(dòng)態(tài)添加方法的實(shí)現(xiàn).
NOTE：
消息轉(zhuǎn)發(fā)的另外3個(gè)方法會(huì)在下文放上, 因?yàn)楸纠佑貌簧纤跃筒环派蟻砹?/p>
5. 更換方法調(diào)用者
試想一下, 一個(gè)腿部殘疾的人, 他想跑, runtime知道他自己跑不了, 于是就讓他的狗替代他去跑了(person沒有run方法的聲明和實(shí)現(xiàn), dog有run方法的聲明和實(shí)現(xiàn))
// 第一步, 對(duì)象在收到無法解讀的消息后, 首先調(diào)用其所屬類的這個(gè)類方法
// 返回YES則結(jié)束消息轉(zhuǎn)發(fā), 返回NO則進(jìn)入下一步
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
return NO;
}
// 第二步, 動(dòng)態(tài)方法解析失敗, 則調(diào)用這個(gè)方法
// 返回的對(duì)象將處理該selector, 返回nil則進(jìn)入下一步
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
return nil;
}
// 第三步, 在這里返回方法的消息簽名
// 返回YES則進(jìn)入下一步, 返回nil則結(jié)束消息轉(zhuǎn)發(fā)
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
if ([NSStringFromSelector(aSelector) isEqualToString:@"run"]){
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
} else {
return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
}
// 第四步, 最后一次處理該消息的機(jī)會(huì)
// 這里處理不了這個(gè)invocation就會(huì)結(jié)束消息轉(zhuǎn)發(fā)
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
// 在這我們修改調(diào)用該方法的對(duì)象
Dog *dog = [[Dog alloc] init];
// 讓dog去調(diào)用該方法
[anInvocation invokeWithTarget:dog];
}
那么我們通過((void(*)(id, SEL))objc_msgSend)((id)p, @selector(run)); // 這里強(qiáng)轉(zhuǎn)是為了不讓編譯器報(bào)參數(shù)過多的錯(cuò)誤方法調(diào)用person的run方法, 得到的輸出為 :
2016-09-04 17:49:42.634 Runtime-實(shí)踐篇[13939:1059419] 是狗在跑步
同樣, 其實(shí)可以在第二部就把這件事做了, 只需返回dog實(shí)例即可, 大家可以親手操作試試
6. 更改特定方法的實(shí)現(xiàn)
一條狗在吃著骨頭, 然后他的主人一把把一個(gè)球扔得遠(yuǎn)遠(yuǎn)的, 礙于主人的淫威之下, 狗就不得不停下來跑去撿球了(更改[dog eat]方法的實(shí)現(xiàn)為[dog run])
// 第一步, 對(duì)象在收到無法解讀的消息后, 首先調(diào)用其所屬類的這個(gè)類方法
// 返回YES則結(jié)束消息轉(zhuǎn)發(fā), 返回NO則進(jìn)入下一步
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
return NO;
}
// 第二步, 動(dòng)態(tài)方法解析失敗, 則調(diào)用這個(gè)方法
// 返回的對(duì)象將處理該selector, 返回nil則進(jìn)入下一步
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
return nil;
}
// 第三步, 在這里返回方法的消息簽名
// 返回YES則進(jìn)入下一步, 返回nil則結(jié)束消息轉(zhuǎn)發(fā)
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
if ([NSStringFromSelector(aSelector) isEqualToString:@"eat"]){
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
} else {
return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
}
// 第四步, 最后一次處理該消息的機(jī)會(huì)
// 這里處理不了這個(gè)invocation就會(huì)結(jié)束消息轉(zhuǎn)發(fā)
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
// 在這我們修改選擇子為run
[anInvocation setSelector:@selector(run)];
// 讓dog去調(diào)用該方法
[anInvocation invokeWithTarget:self];
}
((void(*)(id, SEL))objc_msgSend)((id)dog, @selector(eat));的輸出結(jié)果為 :
2016-09-04 17:56:53.238 Runtime-實(shí)踐篇[14037:1063170] 是狗在跑步
大部分demo還是比較簡(jiǎn)單, 只要看了, 親手敲敲代碼都能掌握, 并不存在什么技術(shù)含量, 難的是在真實(shí)項(xiàng)目中出現(xiàn)這種需求的時(shí)候能夠在腦子里喚醒這部分知識(shí), 并靈活運(yùn)用其中. 共勉吧, 程序員大兄弟們!
另外, demo在這里Github, 不要忘了給star哦~
