iOS 基础篇之Runtime(一)

前言

最近在对ios做一下总结,一直想写一些关于Rumtime的东西了,实际开发中用到的比较多的场景,但是相对来说,一般的项目也没有用到。

  • 动态改变方法的执行体
  • Method Swizzling
  • NSSelectorFromString,NSClassFromString…
  • 动态添加属性(主要是类别)
  • 动态遍历属性和方法,动态为类添加方法

但是,基本的概念很重要,计划Runtime这个系列计划几篇文章

  • 讲讲一些基本概念(本文),例如SEL,Class,id,IMP等等
  • 详解iOS 中消息的传递机制,以及消息转发机制,内存分配,类对象,类元对象
  • Method Swizzling
  • 其他常见实际应用

什么是Runtime?

objective C语言把能在编译期做的事情就推迟到运行期再决定。这就意味着,Objective C不仅需要一个编译器,而且需要一个运行期环境。这个运行期环境就是Runtime。
我们来看一下,最直接的例子就是方法调用 ,这样的一个OC方法

[receiver message]

会被编译成

objc_msgSend(receiver, selector)

这里,先记着receiver就是接受消息的对象,selector是执行消息的函数体名称,是个C的字符串。而不是像其他语言一样,直接编译成一个指向函数体的指针。

那么,在运行的时候,如何通过objc_msgSend(receiver, selector)找到实际的函数体呢?

记得最开始接触Runtime的时候,感觉很乱,基本上看不懂,经过多次的研究和看别人写的技术文章,感觉还是要把里面的一些重要的名字的含义理解清楚,知道每个都是什么意思,要表达什么,搞不清楚这些名词是几乎不可能深入理解和应用Runtime的。

所以,我讲解Runtime的方式是,先搞清楚一些基本的关键词的底层定义,然后讲解消息处理以及转发机制,最后讲解示例。

SEL/objc_selector

objc_selector

可以理解为C语言的 String

SEL
源代码定义

typedef struct objc_selector *SEL;

也就是说,SEL是指向一个C String的指针。

id/objc_object

id - 指向一个类的实例对象
底层代码定义

typedef struct objc_object *id;

其中
objc_object的底层定义

struct objc_object {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};

可以看到,objc_object中,只是保存了一个Class类型的isa。这里看不懂不要怕,先记着,对象中就是保存了一个指向Objective C中对应类的指针。

Class/objc_class

Class - 指向Objective C类对象(objc_class)的一个指针
底层定义

typedef struct objc_class *Class;

objc_class
底层定义

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;
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */

可以看到,这就是类对象结构体的定义,细心的同学可能发现了类对象里仍然有一个指针Class isa,先记着,这个isa指向的是类元对象。这个我会在下一篇文章里详细阐述

IMP

IMP-指向实际执行函数体的函数指针

#if !OBJC_OLD_DISPATCH_PROTOTYPES
typedef void (*IMP)(void /* id, SEL, ... */ ); 
#else
typedef id (*IMP)(id, SEL, ...); 
#endif

可以看到,这个函数体前两个参数是 id(消息接受者,也就是对象),以及SEL(方法的名字)

method/objc_method

method - 指向Objective C中的方法的指针

typedef struct objc_method *Method;

其中

struct objc_method {
    SEL method_name                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
    char *method_types                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    IMP method_imp                                           OBJC2_UNAVAILABLE;
}           

_cmd

SEL 类型的一个变量,Objective C的函数的前两个隐藏参数为self 和 _cmd

Ivar

ivar - objective C中的实例变量

typedef struct objc_ivar *Ivar;

可以看到变量的内存模型

struct objc_ivar {
    char *ivar_name                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
    char *ivar_type                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
    int ivar_offset                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
    int space                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
}                                                            OBJC2_UNAVAILABLE;



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