引言：笔者在接触runtime之前，认为runtime是一个可用可不用的，因为在我们的实际开发中毕竟用的少。但是通过对runtime的相关学习和整体之后，就觉得在代码中用的确实不是很多，但是runtime能在关键的时候或者用OC（Swift）解决问题棘手的时候，帮助我们化险为夷。之前笔者也是在了解和学习runtime之前，不停的在心里问：runtime究竟能在哪里用到？就举个简单的例子：我们在设置button的点击事件的时候，一般是这样设置的：
但是这样，我们的Button声明和方法实现已经分开了，那我们可不可以设置成这样呢：
要是想实现以上的方法，就需要用到runtime了，现在就把自己学习runtime的心得分享给大家，如果有错误的地方，欢迎大家指出。
一、runtime（运行时）的简介
众所周知，Objective-C是一门动态语言，它的函数调用（消息调用）在运行时才会执行。简单的来说，runtime是属于C语言的API，Objective-C的幕后工作者。点击这里可以看到runtime的开源代码以及点击这里有对Objective-C Runtime的介绍文档。
二、runtime的消息机制
其实Objective-C中的方法调用，实质上就是发送消息。例如我们可以将一个.m文件转化成.cpp文件。
上述是我们在开发中调用的普通方法，但是我们把.m文件转化成.cpp文件会看到什么呢？（转化方法是使用clang重写命令：clang -rewrite-objc Students.m.假如在重写命令的过程中，出现“./ViewController.h:9:9: fatal error: 'UIKit/UIKit.h' file not found”类似这样的错误，可以参考该大神的文章Objective-C编译成C++代码报错）。
红箭头指向的就是消息发送函数，在Xcode中看到的objc_msgSend是这样：
下面就先介绍下objc_msgSend中出现的id和SEL吧：
id：（还记得我们一开始生成的.cpp文件吗，对，点击打开文件就可以看到这些信息了）
我们在结构体中看到了objc_object，那么它又是什么呢，我们可以点击这里，看到objc_object的真身，也是结构体！
我们可以看到objc_object这个结构体中，包含了一个private的isa指针，它的类型为isa_t。根据isa可以找到对象所对应的类，另外Objective-C的引用技术原理也跟这个isa_t相关，以后再研究。
SEL：在Objective-C中的selector在objc中是以SEL表示的。SEL是一个方法选择器，个人理解它就是实现哪个方法的标识，通过Objective-C中的@selector方法或者runtime中的sel_registerName(const char *str)都可以获得一个SEL的方法选择器，当然更直接一点，SEL sel = NSSelectorFromString(@"1111");也可以。
三、runtime发送消息的流程
Class:另外，我们在objc_object的结构体中，看到了Class ISA();，那么Class又是什么呢？
在Xcode中，我们可以看到结构体objc_class的真身：
我在网上看大神们的介绍，objc_class是继承于objc_object,但是在源码中我只看到截图所示的介绍。从objc_class结构体中，我们可以看到它包含了isa(指向自身类的指针)，super_class指向父类的指针,name(类名)，ivars(成员变量)，methodLists（方法列表），cache（方法缓存），protocols（协议）。
Cache：主要是为了方法的缓存。一般来说，当方法调用的时候（消息发送），不会直接在isa所指向的类中查找能够响应的消息的方法，而是到cache中去查找。假如在cache中没有找到能够能够响应的消息的方法，那么它才会去methodLists（方法列表）中查找，并且runtime会把已经调用过得方法缓存到cache中，方便下次调用，也是为了优化性能。更多的关于缓存的实现细节，可以戳这里看去，反正我已经看的眼花缭乱了。
runtime发送消息的流程：就以[self StudetsRun];这个方法为例。首先，Xcode会将[self StudetsRun];方法转化为runtime中的objc_msgSend，并将方法调用者self和方法名字StudetsRun作为参数，以消息的方式传输出去。objc_class中的isa指针，会找到对象所对应的类。在类中，首先去cache中，通过SEL来查找相对应的Method，如果有的话，消息就发送成功了。假如没有，就去isa指向的类中的methodLists（方法列表）中查找，并且runtime会把已经调用过得方法缓存到cache中。如果isa指向的类中没有该方法，就去该类的父类中去查找，一直找到根类NSObject中。根类中也没有的话，要么就报类似这样的crash信息：unrecognized selector sent to instance 0x7fd0a141afd0。说明没有找到该方法，或者我们采用消息的转发，可以避免crash。
四、runtime动态添加属性
我们知道，分类是没有办法添加成员变量的，但是可以用runtime动态添加属性，还可以达到偷天换日的效果，也为我们解决问题提供了新的思路和更好的办法。
1.objc_setAssociateObject:主要是为属性动态添加setter方法，第一个参数是id类型的，即你想要在哪个属性上添加set方法，就需要传入哪个属性。第二个参数key,属性上面的值和键是要一一对应，键的类型不限（int，char都可以），但是一般会用char，因为它节省内存。第三个参数就是要添加在属性上的值了，注意这个属性的值必须是id类型的（那int，BOOL类型的怎么办呢，稍后再说），最后一个policy是描述值的类型，系统给我们枚举了一下几种：
2.objc_getAssociateObject：该方法主要是为了动态生成getter方法，第一个属性是你要从哪个属性上面取值，第二个属性是传入一个键。
3.objc_removeAssociateObjects:从哪个属性中移除。
4.举个例子：就为NSObject添加分类，并添加一个属性name。
在.h文件中声明一个name属性，方便点语法的调用。
在.m文件中我们需要实现getter，setter方法：
5.动态添加基础数据类型属性（int，BOOL等）：
在.h中的属性声明：
.m文件实现getter，setter方法：
6.动态添加属性的应用：
关于runtime动态添加的属性的应用，我举的例子是为button动态添加一个block，让button的点击事件在block中运行，关于Demo，请点击我的Demo下载吧！
五、Category为什么不能添加成员变量
我们都知道Category（分类）是不能添加成员变量的，那其中的原因又是什么呢？
在runtime中category是指向结构体objc_category的指针，其中的原因，我们还需要在这个objc_category结构体中下手。
而我们的类在创建的时候要用到objc_class属性，我们就拿结构体objc_class和objc_category做下对比：
通过两个结构体的对比我们就会发现：相比于objc_class，objc_category缺少isa、super_class、ivars（成员列表）、cache等属性。在分类中，我们可以用@property来声明属性，同时也声明了setter和getter方法。但是因为objc_category中缺少ivars（成员列表属性），所以我们无法生成成员变量(想深入了解@property的小伙伴请点击iOS @property探究(二): 深入理解)。但是objc_category中有instace_method和class_method两个属性，所以分类是可以添加方法的。
六、block的实现原理
block在我们的开发中也是比较常用的，那么它的实现原理是什么呢？
首先看下我们平时写的普通block代码：
当我们用clang重写命令重写该部分的时候，发现会转化成如下形式：
我们的block的底层实现其实也是runtime，在.cpp文件中，我们可以看到__block_impl，那么它又是什么呢？
struct __block_impl {
void *isa;
int Flags;
int Reserved;
void *FuncPtr;
};
block的实现就暂时给大家提到这里，更多细节请参考大神的文章。
七、runtime拦截系统方法：
runtime拦截系统的方法要用到三个方法：
例如，苹果出的iPhoneX,有些全屏图片（例如App的引导页）需要UI切两套图，那么我们可以用拦截系统的[UIImage imageNamed]方法，实现两套图片的互切。
点击这里，可以下载Demo。
八、runtime动态添加方法
Objective-C是一门动态语言，基本上我们用到的控件、 数组、数据等都是以懒加载的形式加载的。在程序运行的时候才回去添加方法，动态添加的方法的作用就是去处理未实现的实例方法或者是类方法。只要我们调用了一个不存在的方法时,它就会动态添加方法。
动态添加属性需要用到class_addMethod函数，在该函数中需要我们传入cls（类名）、name（方法）、imp（implementation，实现新方法的函数，它至少要传入两个参数：self和_cmd）、types（类型）。不懂得请进官方文档传送门。
动态添加方法一般应用于：当我们想用一个类拥有一种新的方法，但是不知道类的内部实现的时候，我们可以添加分类，动态添加方法的功能实现。例如我给一个Game类动态添加方法。
我们在函数调用：
但是我们在应用的过程中会发现报了一个警告：PerformSelector may cause a leak because its selector is unknown。
消除警告的办法，将performSelector方法换成这种写法：((void (*)(id, SEL, NSString *))[game methodForSelector:sel])(game, sel, @"11212");
关于这种问题地详细原因以及解决办法，请参照大神博客。我的动态添加方法的Demo地址，请看点击这里下载吧。
runtime这部分就先分享到这里，有关后续的归档解档，字典转模型，Method Swizzling，消息的转发，KVO的底层，Objective-C的引用计数实现等等后续再更新，如果笔者有理解或者书写错误的地方，欢迎指出，蟹蟹！！
非常感谢网上各位大神的文章：