Objective-C Runtime三种必备方法、轻松Get
前言 二年前的我就像一个装着三个空空如也的沙盒，当时对于iOS开发除了满腔空腹的热情，剩下的除了迷茫还是迷茫。利用大学空闲时间确立自己的学习路线。既然热爱编程，决定往技术领域发展，那么就静下心来闭关修炼。“路漫漫其修远兮 吾将上下而求索”！不知道当年的同学朋友们还有多少人在坚持写代码，也是时候总结分享一下自己学习进展以及成果了、希望能给读者们有所帮助及完成互联网的分享精神。 概括 本篇主要介绍Runtime在开发中最常用的三种实战使用场景以及Runtime简介让你更快速的上手。用最简单.易懂的方式让你认识Objective-C Runtime,教你如何使用Runtime交换两个方法的实现. Runtime给分类添加属性. Runtime获得某个对象的所有属性。 一、Runtime简介 Objective-C Runtime 是开源的是开源的，任何时候你都能从 http://opensource.apple.com或https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/. 获取。事实上查看 Objective-C 源码是我理解它是如何工作的第一种方式，在这个问题上要比读苹果的文档要好。 因为Objc是一门动态语言，所以它总是想办法把一些决定工作从编译连接推迟到运行时。也就是说只有编译器是不够的，还需要一个运行时系统 (runtime system) 来执行编译后的代码。这就是 Objective-C Runtime 系统存在的意义，它是整个Objc运行框架的一块基石。 Objective-C 的 Runtime 是一个运行时库（Runtime Library），它是一个主要使用 C 和汇编写的库，为 C 添加了面相对象的能力并创造了 Objective-C。这就是说它在类信息（Class information） 中被加载，完成所有的方法分发，方法转发，等等。Objective-C runtime 创建了所有需要的结构体，让 Objective-C 的面相对象编程变为可能。也就是在运行时候的一些机制，其中最主要的是消息机制。 对于C语言，函数的调用在编译的时候会决定调用哪个函数。 对于OC的函数，属于动态调用过程，在编译的时候并不能决定真正调用哪个函数，只有在真正运行的时候才会根据函数的名称找到对应的函数来调用。 事实证明： 在编译阶段，OC可以调用任何函数，即使这个函数并未实现，只要声明过就不会报错。 在编译阶段，C语言调用未实现的函数就会报错。 二、runtime作用 1.发送消息 方法调用的本质，就是让对象发送消息。 objc_msgSend,只有对象才能发送消息，因此以objc开头. 使用消息机制前提，必须导入#import <objc/message.h> 消息机制简单使用 ####三、操作对象的类型的定义 /// An opaque type that represents a method in a class definition. 一个类型，代表着类定义中的一个方法 typedef struct objc_method *Method; /// An opaque type that represents an instance variable.代表实例(对象)的变量 typedef struct objc_ivar *Ivar; /// An opaque type that represents a category.代表一个分类 typedef struct objc_category *Category; /// An opaque type that represents an Objective-C declared property.代表OC声明的属性 typedef struct objc_property *objc_property_t; // Class代表一个类，它在objc.h中这样定义的 typedef struct objc_class *Class; struct objc_class { Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY; #if !__OBJC2__ Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE; const char *name OBJC2_UNAVAILABLE; long version OBJC2_UNAVAILABLE; long info OBJC2_UNAVAILABLE; long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE; #endif } OBJC2_UNAVAILABLE; 这些类型的定义，对一个类进行了完全的分解，将类定义或者对象的每一个部分都抽象为一个类型type，对操作一个类属性和方法非常方便。OBJC2_UNAVAILABLE标记的属性是Ojective-C 2.0不支持的,但实际上可以用响应的函数获取这些属性，例如：如果想要获取Class的name属性，可以按如下方法获取:Class classPerson = Person.class; // printf("%s\n", classPerson->name); //用这种方法已经不能获取name了 因为OBJC2_UNAVAILABLE const char *cname = class_getName(classPerson); printf("%s", cname); // 输出:Person</pre> - ##四.函数的定义 对对象进行操作的方法一般以object_开头 对类进行操作的方法一般以class_开头 对类或对象的方法进行操作的方法一般以method_开头 对成员变量进行操作的方法一般以ivar_开头 对属性进行操作的方法一般以property_开头 对协议进行操作的方法一般以protocol_开头 根据以上的函数的前缀 可以大致了解到层级关系。对于以objc_开头的方法，则是runtime最终的管家，可以获取内存中类的加载信息,类的列表，关联对象和关联属性等操作。 例如：使用runtime对当前的应用中加载的类进行打印，别被吓一跳。 <pre>- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event { unsigned int count = 0; Class *classes = objc_copyClassList(&count); for (int i = 0; i < count; i++) { const char *cname = class_getName(classes[i]); printf("%s\n", cname); } } 五实战应用场景 5_1 Runtime交换两个方法的实现:因系统自带的方法功能不够，给系统自带的方法扩展一些功能，并且保持原有的功能。 方式一:继承系统的类，重写方法. 方式二:使用runtime,交换方法. @implementation ViewController -(void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib. // 需求：给imageNamed方法提供功能，每次加载图片就判断下图片是否加载成功。 // 步骤一：先搞个分类，定义一个能加载图片并且能打印的方法+ (instancetype)imageWithName:(NSString *)name; // 步骤二：交换imageNamed和imageWithName的实现，就能调用imageWithName，间接调用imageWithName的实现。 UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"123"]; } @end @implementation UIImage (Image) // 加载分类到内存的时候调用 +(void)load { // 交换方法 // 获取imageWithName方法地址 Method imageWithName = class_getClassMethod(self, @selector(imageWithName:)); // 获取imageWithName方法地址 Method imageName = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:)); // 交换方法地址，相当于交换实现方式 method_exchangeImplementations(imageWithName, imageName); } // 不能在分类中重写系统方法imageNamed，因为会把系统的功能给覆盖掉，而且分类中不能调用super. // 既能加载图片又能打印 +(instancetype)imageWithName:(NSString *)name { // 这里调用imageWithName，相当于调用imageName UIImage *image = [self imageWithName:name]; if (image == nil) { NSLog(@"加载空的图片"); } return image; } @end 5_2给分类添加属性 原理：给一个类声明属性，其实本质就是给这个类添加关联，并不是直接把这个值的内存空间添加到类存空间 @implementation ViewController -(void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib. // 给系统NSObject类动态添加属性name NSObject *objc = [[NSObject alloc] init]; objc.name = @"小码哥"; NSLog(@"%@",objc.name); } @end // 定义关联的key static const char *key = "name"; @implementation NSObject (Property) - (NSString *)name { // 根据关联的key，获取关联的值。 return objc_getAssociatedObject(self, key); } -(void)setName:(NSString *)name { // 第一个参数：给哪个对象添加关联 // 第二个参数：关联的key，通过这个key获取 // 第三个参数：关联的value // 第四个参数:关联的策略 objc_setAssociatedObject(self, key, name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC); } @end 5_3.Runtime获得某个对象的所有属性 对于获取成员变量的列表可以使用class_copyIvarList函数，如果想要获取属性列表可以使用class_copyPropertyList函数，使用的示例如下： - (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event { Class classPerson = NSClassFromString(@"Person"); // 与下面一句效果一样,可以不用导入头文件 // Class clazz = Person.class; unsigned int count = 0; Ivar *ivarList = class_copyIvarList(classPerson, &count); // 获取成员变量数组 for (int i = 0; i < count; i++) { const char *cname = ivar_getName(ivarList[i]); // 获取成员变量的名字 NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:cname]; NSLog(@"%@", name); } NSLog(@"-------------------分割线------------------"); objc_property_t *propertyList = class_copyPropertyList(classPerson, &count); // 获取属性数组 for (int i = 0; i < count; i++) { const char *cname = property_getName(propertyList[i]); NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:cname]; NSLog(@"%@", name); } } 5_4字典转模型 设计模型：字典转模型的第一步 模型属性，通常需要跟字典中的key一一对应 问题：一个一个的生成模型属性，很慢？ 需求：能不能自动根据一个字典，生成对应的属性。 解决：提供一个分类，专门根据字典生成对应的属性字符串。 @implementation NSObject (Log) // 自动打印属性字符串 +(void)resolveDict:(NSDictionary *)dict{ // 拼接属性字符串代码 NSMutableString *strM = [NSMutableString string]; // 1.遍历字典，把字典中的所有key取出来，生成对应的属性代码 [dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id _Nonnull key, id _Nonnull obj, BOOL * _Nonnull stop) { 类型经常变，抽出来 NSString *type; if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFString")]) { type = @"NSString"; }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFArray")]){ type = @"NSArray"; }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFNumber")]){ type = @"int"; }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFDictionary")]){ type = @"NSDictionary"; } // 属性字符串 NSString *str; if ([type containsString:@"NS"]){ { str = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, strong) %@ *%@;",type,key]; }else{ str = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, assign) %@ %@;",type,key]; } // 每生成属性字符串，就自动换行。 [strM appendFormat:@"\n%@\n",str]; }]; // 把拼接好的字符串打印出来，就好了。 NSLog(@"%@",strM); } @end 字典转模型的方式一：KVC @implementation Status +(instancetype)statusWithDict:(NSDictionary *)dict { Status *status = [[self alloc] init]; [status setValuesForKeysWithDictionary:dict]; return status; } @end KVC字典转模型弊端：必须保证，模型中的属性和字典中的key一一对应。 如果不一致，就会调用[<Status 0x7fa74b545d60> setValue:forUndefinedKey:] 报key找不到的错。 分析:模型中的属性和字典的key不一一对应，系统就会调用setValue:forUndefinedKey:报错。 解决:重写对象的setValue:forUndefinedKey:,把系统的方法覆盖， 就能继续使用KVC，字典转模型了。 字典转模型的方式二：Runtime 思路：利用运行时，遍历模型中所有属性，根据模型的属性名，去字典中查找key，取出对应的值，给模型的属性赋值。 步骤：提供一个NSObject分类，专门字典转模型，以后所有模型都可以通过这个分类转。 @implementation ViewController -(void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib. // 解析Plist文件 NSString *filePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"status.plist" ofType:nil]; NSDictionary *statusDict = [NSDictionary dictionaryWithContentsOfFile:filePath]; // 获取字典数组 NSArray *dictArr = statusDict[@"statuses"]; // 自动生成模型的属性字符串 // [NSObject resolveDict:dictArr[0][@"user"]]; _statuses = [NSMutableArray array]; // 遍历字典数组 for (NSDictionary *dict in dictArr) { Status *status = [Status modelWithDict:dict]; [_statuses addObject:status]; } // 测试数据 NSLog(@"%@ %@",_statuses,[_statuses[0] user]); } @end @implementation NSObject (Model) +(instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict { // 思路：遍历模型中所有属性-》使用运行时 // 0.创建对应的对象 id objc = [[self alloc] init]; // 1.利用runtime给对象中的成员属性赋值 // class_copyIvarList:获取类中的所有成员属性 // Ivar：成员属性的意思 // 第一个参数：表示获取哪个类中的成员属性 // 第二个参数：表示这个类有多少成员属性，传入一个Int变量地址，会自动给这个变量赋值 // 返回值Ivar *：指的是一个ivar数组，会把所有成员属性放在一个数组中，通过返回的数组就能全部获取到。 /* 类似下面这种写法 Ivar ivar; Ivar ivar1; Ivar ivar2; // 定义一个ivar的数组a Ivar a[] = {ivar,ivar1,ivar2}; // 用一个Ivar *指针指向数组第一个元素 Ivar *ivarList = a; // 根据指针访问数组第一个元素 ivarList[0]; */ unsigned int count; // 获取类中的所有成员属性 Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count); for (int i = 0; i < count; i++) { // 根据角标，从数组取出对应的成员属性 Ivar ivar = ivarList[i]; // 获取成员属性名 NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)]; // 处理成员属性名->字典中的key // 从第一个角标开始截取 NSString *key = [name substringFromIndex:1]; // 根据成员属性名去字典中查找对应的value id value = dict[key]; // 二级转换:如果字典中还有字典，也需要把对应的字典转换成模型 // 判断下value是否是字典 if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]]) { // 字典转模型 // 获取模型的类对象，调用modelWithDict // 模型的类名已知，就是成员属性的类型 // 获取成员属性类型 NSString *type = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)]; // 生成的是这种@"@\"User\"" 类型 -》 @"User" 在OC字符串中 \" -> "，\是转义的意思，不占用字符 // 裁剪类型字符串 NSRange range = [type rangeOfString:@"\""]; type = [type substringFromIndex:range.location + range.length]; range = [type rangeOfString:@"\""]; // 裁剪到哪个角标，不包括当前角标 type = [type substringToIndex:range.location]; // 根据字符串类名生成类对象 Class modelClass = NSClassFromString(type); if (modelClass) { // 有对应的模型才需要转 // 把字典转模型 value = [modelClass modelWithDict:value]; } } // 三级转换：NSArray中也是字典，把数组中的字典转换成模型. // 判断值是否是数组 if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) { // 判断对应类有没有实现字典数组转模型数组的协议 if ([self respondsToSelector:@selector(arrayContainModelClass)]) { // 转换成id类型，就能调用任何对象的方法 id idSelf = self; // 获取数组中字典对应的模型 NSString *type = [idSelf arrayContainModelClass][key]; // 生成模型 Class classModel = NSClassFromString(type); NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray array]; // 遍历字典数组，生成模型数组 for (NSDictionary *dict in value) { // 字典转模型 id model = [classModel modelWithDict:dict]; [arrM addObject:model]; } // 把模型数组赋值给value value = arrM; } } if (value) { // 有值，才需要给模型的属性赋值 // 利用KVC给模型中的属性赋值 [objc setValue:value forKey:key]; } } return objc; } @end 此篇文章是对网上现有资料的一个版本进行理解剖析。 感谢你能耐心读完。 希望能对在Runtime上有所帮助、喜欢的可以点一下关注作者或者️谢谢-------
