关于runtime让你装逼的点(面试绝对有用)

OC最实用的runtime总结

前言

runtime的资料网上有很多了,部分有些晦涩难懂,我通过自己的学习方法总结一遍,主要讲一些常用的方法功能,以实用为主,我觉得用到印象才是最深刻的,并且最后两个demo也是MJExtension的实现原理,面试的时候也可以多扯点。

另外runtime的知识还有很多,想要了解更多可以看我翻译的官方文档(有点枯燥),本文的demo下载地址

什么是runtime?

runtime 是 OC底层的一套C语言的API(引入或),编译器最终都会将OC代码转化为运行时代码,通过终端命令编译.m 文件:clang -rewrite-objc xxx.m可以看到编译后的xxx.cpp(C++文件)。

比如我们创建了一个对象[[NSObject alloc]init],最终被转换为几万行代码,截取最关键的一句可以看到底层是通过runtime创建的对象

.cpp 文件

删除掉一些强制转换语句,可以看到调用方法本质就是发消息,[[NSObject alloc]init]语句发了两次消息,第一次发了alloc 消息,第二次发送init 消息。利用这个功能我们可以探究底层,比如block的实现原理。

需要注意的是,使用objc_msgSend()sel_registerName()方法需要导入头文件

消息机制

另外利用runtime 可以做一些OC不容易实现的功能

动态交换两个方法的实现(特别是交换系统自带的方法)

动态添加对象的成员变量和成员方法

获得某个类的所有成员方法、所有成员变量

如何应用运行时?

1.将某些OC代码转为运行时代码,探究底层,比如block的实现原理(上边已讲到);

2.拦截系统自带的方法调用(Swizzle 黑魔法),比如拦截imageNamed:、viewDidLoad、alloc;

3.实现分类也可以增加属性;

4.实现NSCoding的自动归档和自动解档;

5.实现字典和模型的自动转换。

下面我通过demo 我一个个来讲解

一、交换两个方法的实现,拦截系统自带的方法调用功能

需要用到的方法

获得某个类的类方法

Method class_getClassMethod(Classcls , SEL name)

获得某个类的实例对象方法

Method class_getInstanceMethod(Classcls , SEL name)

交换两个方法的实现

void method_exchangeImplementations(Methodm1 , Method m2)

案例1:方法简单的交换

创建一个Person类,类中实现以下两个类方法,并在.h 文件中声明

+ (void)run {NSLog(@"跑");}+ (void)study {NSLog(@"学习");}

控制器中调用,则先打印跑,后打印学习

[Personrun];[Personstudy];

下面通过runtime 实现方法交换,类方法用class_getClassMethod,对象方法用class_getInstanceMethod

// 获取两个类的类方法Methodm1 = class_getClassMethod([Personclass],@selector(run));Methodm2 = class_getClassMethod([Personclass],@selector(study));// 开始交换方法实现method_exchangeImplementations(m1, m2);// 交换后,先打印学习,再打印跑![Personrun];[Personstudy];

案例2:拦截系统方法

需求:比如iOS6 升级 iOS7 后需要版本适配,根据不同系统使用不同样式图片(拟物化和扁平化),如何通过不去手动一个个修改每个UIImage的imageNamed:方法就可以实现为该方法中加入版本判断语句?

步骤:

1、为UIImage建一个分类(UIImage+Category)

2、在分类中实现一个自定义方法,方法中写要在系统方法中加入的语句,比如版本判断

+ (UIImage*)xh_imageNamed:(NSString*)name {doubleversion = [[UIDevicecurrentDevice].systemVersiondoubleValue];if(version >=7.0) {// 如果系统版本是7.0以上,使用另外一套文件名结尾是‘_os7’的扁平化图片name = [name stringByAppendingString:@"_os7"];    }return[UIImagexh_imageNamed:name];}

3、分类中重写UIImage的load方法,实现方法的交换(只要能让其执行一次方法交换语句,load再合适不过了)

*** load 是饿汉模式   *由于它的调用不是惰性的,且其只会在程序调用期间调用一次

*** initialize* 懒汉模式

+ (void)load {// 获取两个类的类方法Method m1 = class_getClassMethod([UIImageclass],@selector(imageNamed:));    Method m2 = class_getClassMethod([UIImageclass],@selector(xh_imageNamed:));// 开始交换方法实现method_exchangeImplementations(m1, m2);}

注意:自定义方法中最后一定要再调用一下系统的方法,让其有加载图片的功能,但是由于方法交换,系统的方法名已经变成了我们自定义的方法名(有点绕,就是用我们的名字能调用系统的方法,用系统的名字能调用我们的方法),这就实现了系统方法的拦截!

利用以上思路,我们还可以给 NSObject 添加分类,统计创建了多少个对象,给控制器添加分类,统计有创建了多少个控制器,特别是公司需求总变的时候,在一些原有控件或模块上添加一个功能,建议使用该方法!

二、在分类中设置属性,给任何一个对象设置属性  (例如给UIImage 设置一个model属性)

众所周知,分类中是无法设置属性的,如果在分类的声明中写@property 只能为其生成get 和 set 方法的声明,但无法生成成员变量,就是虽然点语法能调用出来,但程序执行后会crash,有人会想到使用全局变量呢?比如这样:

int_age;- (int)age {return_age;}- (void)setAge:(int)age {    _age = age;}

但是全局变量程序整个执行过程中内存中只有一份,我们创建多个对象修改其属性值都会修改同一个变量,这样就无法保证像属性一样每个对象都拥有其自己的属性值。这时我们就需要借助runtime为分类增加属性的功能了。

需要用到的方法

set方法,将值value 跟对象object 关联起来(将值value 存储到对象object 中)

参数 object:给哪个对象设置属性

参数 key:一个属性对应一个Key,将来可以通过key取出这个存储的值,key 可以是任何类型:double、int 等,建议用char 可以节省字节

参数 value:给属性设置的值

参数policy:存储策略 (assign 、copy 、 retain就是strong)

voidobjc_setAssociatedObject(idobject ,constvoid*key ,idvalue ,objc_AssociationPolicy policy)

利用参数key 将对象object中存储的对应值取出来

idobjc_getAssociatedObject(idobject ,constvoid*key)

步骤:

1、创建一个分类,比如给任何一个对象都添加一个name属性,就是NSObject添加分类(NSObject+Category)

2、先在.h 中@property 声明出get 和 set 方法,方便点语法调用

@property(nonatomic,copy)NSString*name;

3、在.m 中重写set 和 get 方法,内部利用runtime 给属性赋值和取值

//韩贺强+: 一般都是静态的

//static char nameKey;比较好. 这样下面还是 &nameKey

//或者可以这样: const void *nameKey = ……. 那么底下就不能使用 &nameKey了.....

--------------------------------------

charnameKey;

- (void)setName:(NSString*)name {

// 将某个值跟某个对象关联起来,将某个值存储到某个对象中

objc_setAssociatedObject(self, &nameKey, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);

}

- (NSString*)name {

returnobjc_getAssociatedObject(self, &nameKey);

}

三、获得一个类的所有成员变量

最典型的用法就是一个对象在归档和解档的 encodeWithCoder和initWithCoder:方法中需要该对象所有的属性进行decodeObjectForKey: 和 encodeObject:,通过runtime我们声明中无论写多少个属性,都不需要再修改实现中的代码了。

需要用到的方法

获得某个类的所有成员变量(outCount 会返回成员变量的总数)

参数:

1、哪个类

2、放一个接收值的地址,用来存放属性的个数

3、返回值:存放所有获取到的属性,通过下面两个方法可以调出名字和类型

Ivar *class_copyIvarList(Class cls ,unsignedint*outCount)

获得成员变量的名字

constchar*ivar_getName(Ivar v)

获得成员变量的类型

constchar*ivar_getTypeEndcoding(Ivar v)

案例1:获取Person类中所有成员变量的名字和类型

unsignedintoutCount =0;Ivar *ivars = class_copyIvarList([Personclass], &outCount);// 遍历所有成员变量for(inti =0; i < outCount; i++) {// 取出i位置对应的成员变量Ivar ivar = ivars[i];constchar*name = ivar_getName(ivar);constchar*type = ivar_getTypeEncoding(ivar);    NSLog(@"成员变量名:%s 成员变量类型:%s",name,type);}// 注意释放内存!free(ivars);

案例2:利用runtime 获取所有属性来重写归档解档方法

// 设置不需要归解档的属性- (NSArray*)ignoredNames {return@[@"_aaa",@"_bbb",@"_ccc"];}// 解档方法- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder*)aDecoder {if(self= [superinitWithCoder:aDecoder]) {// 获取所有成员变量unsignedintoutCount =0;        Ivar *ivars = class_copyIvarList([selfclass], &outCount);for(inti =0; i < outCount; i++) {            Ivar ivar = ivars[i];// 将每个成员变量名转换为NSString对象类型NSString*key = [NSStringstringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];// 忽略不需要解档的属性if([[selfignoredNames] containsObject:key]) {continue;            }// 根据变量名解档取值,无论是什么类型idvalue = [aDecoder decodeObjectForKey:key];// 取出的值再设置给属性[selfsetValue:value forKey:key];// 这两步就相当于以前的 self.age = [aDecoder decodeObjectForKey:@"_age"];}        free(ivars);    }returnself;}// 归档调用方法- (void)encodeWithCoder:(NSCoder*)aCoder {// 获取所有成员变量unsignedintoutCount =0;    Ivar *ivars = class_copyIvarList([selfclass], &outCount);for(inti =0; i < outCount; i++) {        Ivar ivar = ivars[i];// 将每个成员变量名转换为NSString对象类型NSString*key = [NSStringstringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];// 忽略不需要归档的属性if([[selfignoredNames] containsObject:key]) {continue;        }// 通过成员变量名,取出成员变量的值idvalue = [selfvalueForKeyPath:key];// 再将值归档[aCoder encodeObject:value forKey:key];// 这两步就相当于 [aCoder encodeObject:@(self.age) forKey:@"_age"];}    free(ivars);}

依据上面的原理我们就可以给NSObject做一个分类,让我们不需要每次都写这么一长串代码,只要实现一小段代码就可以让一个对象具有归解档的能力。

注意,下面的代码我换了一个方法名(不然会覆盖系统原来的方法!),加了一个忽略属性方法是否被实现的判断,并加上了对父类属性的归解档循环。

NSObject+Extension.h

#import@interfaceNSObject(Extension)- (NSArray*)ignoredNames;- (void)encode:(NSCoder*)aCoder;- (void)decode:(NSCoder*)aDecoder;@end

NSObject+Extension.m

#import"NSObject+Extension.h"#import@implementationNSObject(Extension)- (void)decode:(NSCoder*)aDecoder {// 一层层父类往上查找,对父类的属性执行归解档方法Class c =self.class;while(c &&c != [NSObjectclass]) {unsignedintoutCount =0;        Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount);for(inti =0; i < outCount; i++) {            Ivar ivar = ivars[i];NSString*key = [NSStringstringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];// 如果有实现该方法再去调用if([selfrespondsToSelector:@selector(ignoredNames)]) {if([[selfignoredNames] containsObject:key])continue;            }idvalue = [aDecoder decodeObjectForKey:key];            [selfsetValue:value forKey:key];        }        free(ivars);        c = [c superclass];    }}- (void)encode:(NSCoder*)aCoder {// 一层层父类往上查找,对父类的属性执行归解档方法Class c =self.class;while(c &&c != [NSObjectclass]) {unsignedintoutCount =0;        Ivar *ivars = class_copyIvarList([selfclass], &outCount);for(inti =0; i < outCount; i++) {            Ivar ivar = ivars[i];NSString*key = [NSStringstringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];// 如果有实现该方法再去调用if([selfrespondsToSelector:@selector(ignoredNames)]) {if([[selfignoredNames] containsObject:key])continue;            }idvalue = [selfvalueForKeyPath:key];            [aCoder encodeObject:value forKey:key];        }        free(ivars);        c = [c superclass];    }}@end

上面分类使用方法:在需要归解档的对象中实现下面方法即可:

// 设置需要忽略的属性- (NSArray*)ignoredNames {return@[@"bone"];}// 在系统方法内来调用我们的方法- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder*)aDecoder {if(self= [superinit]) {        [selfdecode:aDecoder];    }returnself;}- (void)encodeWithCoder:(NSCoder*)aCoder {    [selfencode:aCoder];}

这样看来,我们每次又要写同样的代码,我们可以将归解档两个方法封装为宏,在需要的地方一句宏搞定,如果有不需要归解档的属性就实现ignoredNames 方法,具体可以看我的demo,这个也是MJExtension中那个一句宏就可以解决归解档的实现原理。

案例3:利用runtime 获取所有属性来进行字典转模型

以往我们都是利用KVC进行字典转模型,但是它还是有一定的局限性,例如:模型属性和键值对对应不上会crash(虽然可以重写setValue:forUndefinedKey:方法防止报错),模型属性是一个对象或者数组时不好处理等问题,所以无论是效率还是功能上,利用runtime进行字典转模型都是比较好的选择。

字典转模型我们需要考虑三种特殊情况:

1.当字典的key和模型的属性匹配不上

2.模型中嵌套模型(模型属性是另外一个模型对象)

3.数组中装着模型(模型的属性是一个数组,数组中是一个个模型对象)

根据上面的三种特殊情况,我们一个个处理,先是字典的key和模型的属性不对应的情况。

不对应有两种,一种是字典的键值大于模型属性数量,这时候我们不需要任何处理,因为runtime是先遍历模型所有属性,再去字典中根据属性名找对应值进行赋值,多余的键值对也当然不会去看了;另外一种是模型属性数量大于字典的键值对,这时候由于属性没有对应值会被赋值为nil,就会导致crash,我们只需加一个判断即可,JSON数据和sample如下:

JSON数据

- (void)setDict:(NSDictionary*)dict {    Class c =self.class;while(c &&c != [NSObjectclass]) {unsignedintoutCount =0;        Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount);for(inti =0; i < outCount; i++) {            Ivar ivar = ivars[i];NSString*key = [NSStringstringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];// 成员变量名转为属性名(去掉下划线 _ )key = [key substringFromIndex:1];// 取出字典的值idvalue = dict[key];// 如果模型属性数量大于字典键值对数理,模型属性会被赋值为nil而报错if(value == nil)continue;// 将字典中的值设置到模型上[selfsetValue:value forKeyPath:key];        }        free(ivars);        c = [c superclass];    }}

第二种情况是模型的属性是另外一个模型对象

JSON数据

这时候我们就需要利用runtime的ivar_getTypeEncoding 方法获取模型对象类型,对该模型对象类型再进行字典转模型,也就是进行递归,需要注意的是我们要排除系统的对象类型,例如NSString,下面的方法中我添加了一个类方法方便递归。

打印可以看到各属性类型

#import"NSObject+JSONExtension.h"#import@implementationNSObject(JSONExtension)- (void)setDict:(NSDictionary*)dict {    Class c =self.class;while(c &&c != [NSObjectclass]) {unsignedintoutCount =0;        Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount);for(inti =0; i < outCount; i++) {            Ivar ivar = ivars[i];NSString*key = [NSStringstringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];// 成员变量名转为属性名(去掉下划线 _ )key = [key substringFromIndex:1];// 取出字典的值idvalue = dict[key];// 如果模型属性数量大于字典键值对数理,模型属性会被赋值为nil而报错if(value == nil)continue;// 获得成员变量的类型NSString*type = [NSStringstringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];// 如果属性是对象类型NSRangerange = [type rangeOfString:@"@"];if(range.location!=NSNotFound) {// 那么截取对象的名字(比如@"Dog",截取为Dog)type = [type substringWithRange:NSMakeRange(2, type.length-3)];// 排除系统的对象类型if(![type hasPrefix:@"NS"]) {// 将对象名转换为对象的类型,将新的对象字典转模型(递归)Class class =NSClassFromString(type);                    value = [class objectWithDict:value];                }            }// 将字典中的值设置到模型上[selfsetValue:value forKeyPath:key];        }        free(ivars);        c = [c superclass];    }}+ (instancetype )objectWithDict:(NSDictionary*)dict {NSObject*obj = [[selfalloc]init];    [obj setDict:dict];returnobj;}

第三种情况是模型的属性是一个数组,数组中是一个个模型对象,例如下面的数据我就可以通过books[0].name获取到C语言程序设计

JSON数据

我们既然能获取到属性类型,那就可以拦截到模型的那个数组属性,进而对数组中每个模型遍历并字典转模型,但是我们不知道数组中的模型都是什么类型,我们可以声明一个方法,该方法目的不是让其调用,而是让其实现并返回模型的类型。

这块语言可能解释不太清楚,可以参考我的demo,直接运行即可。

NSObject+JSONExtension.h

// 返回数组中都是什么类型的模型对象- (NSString*)arrayObjectClass ;

NSObject+JSONExtension.m

#import"NSObject+JSONExtension.h"

#import

@implementationNSObject(JSONExtension)

- (void)setDict:(NSDictionary*)dict {

Class c =self.class;

while(c &&c != [NSObjectclass]) {

unsignedintoutCount =0;

Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount);

for(inti =0; i < outCount; i++) {

Ivar ivar = ivars[i];

NSString*key = [NSStringstringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];

// 成员变量名转为属性名(去掉下划线 _ )

key = [key substringFromIndex:1];

// 取出字典的值

idvalue = dict[key];

// 如果模型属性数量大于字典键值对数理,模型属性会被赋值为nil而报错

if(value == nil)continue;

// 获得成员变量的类型

NSString*type = [NSStringstringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];

// 如果属性是对象类型

NSRangerange = [type rangeOfString:@"@"];

if(range.location!=NSNotFound) {

// 那么截取对象的名字(比如@"Dog",截取为Dog)

type = [type substringWithRange:NSMakeRange(2, type.length-3)];

// 排除系统的对象类型

if(![type hasPrefix:@"NS"]) {

// 将对象名转换为对象的类型,将新的对象字典转模型(递归)

Class class =NSClassFromString(type);

value = [class objectWithDict:value];

}elseif([type isEqualToString:@"NSArray"]) {

// 如果是数组类型,将数组中的每个模型进行字典转模型,先创建一个临时数组存放模型

NSArray*array = (NSArray*)value;

NSMutableArray*mArray = [NSMutableArrayarray];

// 获取到每个模型的类型

idclass ;

if([selfrespondsToSelector:@selector(arrayObjectClass)]) {

NSString*classStr = [selfarrayObjectClass];

class =NSClassFromString(classStr);

}

// 将数组中的所有模型进行字典转模型

for(inti =0; i < array.count; i++) {

[mArray addObject:[class objectWithDict:value[i]]];

}

value = mArray;

}

}

// 将字典中的值设置到模型上

[selfsetValue:value forKeyPath:key];

}

free(ivars);

c = [c superclass];

}

}

+ (instancetype )objectWithDict:(NSDictionary*)dict {

NSObject*obj = [[selfalloc]init];

[obj setDict:dict];

returnobj;

}

@end

注意:本文是整理别人的资料获得的,如有雷同也正常,知识是不变的嘛,看完这些用自己的语言组织下面试说出来绝对加分,不信你试试!!!祝你成功。

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