第五篇:Objective-C 知识回顾Runtime之二

5.1.对象、类对象、元类对象

带着问题看文章
问题一:类对象和元类对象分别是什么?看完文章相信就能找到答案。
问题二:对象、类对象、元类对象的 isa 指针指向谁呢?
问题三:类对象、元类对象、根元类的 superclass 指向谁呢?
问题四:调用一个类方法,但是在元类以及父元类中都没有实现该类方法,在根类对象中有同名的实例方法实现,程序会崩溃吗?

实例、类对象、元类对象关系图(需要理解,甚至背下来的图)
解答一:类对象和元类对象分别是什么?
  • 类对象存储的是实例方法列表等信息。
  • 元类对象存储的是类方法列表等信息。
  • 类对象元类对象都继承于 objc_object ,所以他们也都是对象,都有 isa 指针,实例isa 指针指向 类对象类对象isa 指针指向 元类对象
  • 任何一个元类对象的 isa 指针,都指向 根元类对象。(包括根元类自身的 isa 指针也指向自己)
解答二:调用一个类方法,但是在元类以及父元类中都没有实现该类方法,在根类对象中有同名的实例方法实现,程序会崩溃吗?
  • 程序不会崩溃,原因在于根元类superclass 指向了 根类对象 ,所以最终会调用根类对象实例方法
解答三:考虑下列代码的输出

#import "Mobile.h"

@implementation Mobile

- (instancetype)init
{
    self = [super init];
    if (self) {
        NSLog(@"%@",NSStringFromClass([self class]));
        NSLog(@"%@",NSStringFromClass([super class]));
    }
    return self;
}

@end
  • [[Mobile alloc] init];会打印两个 "Mobile",原因如下
  • [self class] 的方法的接收者是 self ,最终会通过实例方法找到 NSObject 中.调用从 NSObject 继承的实例方法.
  • [super class] 的方法的接收者还是 self ,不同的在于直接从父类开始查找 class 实例方法,最终还是会找到 NSObject 中.调用从 NSObject 继承的实例方法.

5.2.消息传递

消息传递流程,要能流利完整说出来。
问题:缓存查找的过程是怎么样的?
  • 问缓存查找,必定要提到哈希算法查找,利用 SEL(选择器因子)调用哈希函数,算出 bucket_t 在内存中的位置。
  • 哈希查找 就是为了解决查找的效率问题。
问题:在当前类中的方法列表中查找有哪些方式?
  • 对于 已排序好 的列表,采用 二分查找 算法查找方法对应执行函数。
  • 对应 没有排序 的列表,采用 一般遍历 查找方法对应执行函数。
缓存查找(哈希算法,哈希函数)

5.3.消息转发流程图

消息转发流程图
// MessageForwardObject.h 文件
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface MessageForwardObject : NSObject
// 只有方法声明,没有方法实现,由于父类也没有该方法,就会进行消息转发流程.
- (void)eating;
@end


// MessageForwardObject.m 文件
#import "MessageForwardObject.h"
@implementation MessageForwardObject
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    if (sel == @selector(eating)) {
        NSLog(@"resolveInstanceMethod");
        return NO;
    } else {
        return [super resolveInstanceMethod:sel];
    }
}

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(eating)) {
        NSLog(@"forwardingTargetForSelector");
        return nil;
    } else {
        return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
    }
}

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(eating)) {
        NSLog(@"methodSignatureForSelector");
        // v 代表返回值是 void 类型的
        // @ 代表第一个参数类型是 id,即 self
        // : 代表第二个参数是 SEL 类型的 即 @
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    } else {
        return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
    }
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    NSLog(@"forwardInvocation");
}

@end

5.4.Method-Swizzling

问题:什么是 Method-Swizzling?
Method-Swizzling 原理图

Method-Swizzling 一般情况这个方法只适用于在特定的方法里面做日志收集或者日志打印。

#import "SwizzlingObject.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation SwizzlingObject

+ (void)load {
    //1.class_getInstanceMethod 获得的是类的实例方法;
    //2.class_getClassMethod 获得的是类的类方法;
    Method test = class_getInstanceMethod([SwizzlingObject class], @selector(test));
    Method otherTest = class_getInstanceMethod([SwizzlingObject class], @selector(otherTest));
    method_exchangeImplementations(test, otherTest);
}

- (void)test {
    NSLog(@"test");
}

- (void)otherTest {
    NSLog(@"otherTest");
    [self otherTest];
}

@end

5.5.动态添加方法

问题:如何动态添加方法?
- (void)learnAddMethod {
    AddMethodObject *obj = [[AddMethodObject alloc] init];
    IMP dynamicMethodImp = class_getMethodImplementation([self class], @selector(dynamicMethodImp));

    // v 代表返回值是 void 类型的
    // @ 代表第一个参数类型是 id,即 self
    // : 代表第二个参数是 SEL 类型的 即 @
    class_addMethod([obj class], @selector(dynamicMethod), dynamicMethodImp, "v@:");
    [obj performSelector:@selector(dynamicMethod)];
    
}

- (void)dynamicMethodImp {
    NSLog(@"DynamicMethodImp invoked from %@ class",NSStringFromClass([self class]));
}
// 打印日志如下
// RuntimeDemo[55975:3728442] DynamicMethodImp invoked from AddMethodObject class

5.5.动态方法解析

问题:什么是动态方法解析?或者说@dynamic 关键字的作用?
  • @dynamic 是一个编译器关键字
  • 使用 @dynamic 声明的属性,是告诉编译器不要为该属性生成 get 和 set 方法,我会在动态运行时添加这些方法。

5.6.一些常见问题

问题一: [obj foo] 和 objc_msgSend() 函数之间有什么关系?
问题二:runtime 如何通过 Selector 找到对应的 IMP 地址的呢?(提示,其实就是讲述消息发送整个流程)。
问题三: 能否向编译后的类中增加实例变量?
  • 不能,编译后的类已经完成了实例化的布局,从数据结构 class_ro_t 中可以看出(ro 代表的是 readonly),其中的实例变量是只读的,无法继续再添加。

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