objc/runtime之——归档反归档

以上原始手动解档归档代码下载地址如下

runtime实现归档解档代码下载地址如下
可以直接拉入项目使用

为什么我们要学习 objc/runtime
虽然 Object-C 是一门易上手的语言,但是对于深刻理解 OC 中的消息发送机制是很有必要的。我们需要理解,对于消息发送机制[target doMethodWith:var1]
, 是如何被 编译为objec_msgSend(target, @selector(doMethodWith:), var1)
这种形式。理解 objec/runtime 运行时,可以加深我们对OC语言的理解,并且了解应用程序是如何执行的。
runtime 开源性
苹果的 Object-C/runtime 为开源代码,我们可以随时从 苹果开源网站 http://opensource.apple.com 获取。

归档、反归档

什么是归档? 反归档?
把 OC 中基本数据存储到沙盒中,被称为基本数据持久化。 基本数据,在 oc中有以下四种,分别为 NSString 、 NSArray 、 NSDictionary 、 NSData。

字符串、 数组、 字典 和 数据 这四种类型,系统提供了 writeToFile: 直接写入文件的方法, 因此可以直接存储数据到沙盒中。

而对于 OC 中非基本数据类型,比如: UIImage 、 自定义类型Person 等,系统并没有提供 直接写入文件的方法。 这就需要我们把 非基本数据类型 转化为 NSData ,然后再存入到沙盒中。

把 复杂类型 通过 编码方式 转化为 data 型数据的过程称为,归档。

把 已编码的data 型数据, 通过解码方式转化为 原有复杂类型 的过程称为,反归档。

归档的步骤

  1. 复杂类型 遵守 NSCoding 协议, 实现协议里,编码 和 解码 方法。
    归档 其实 是一个编码过程,把复杂对象通过编码转化为data型数据。
    反归档 其实是一个解码过程, 把已归档的data型数据通过解码重新生成 复杂对象。
    因此, 复杂对象归档反归档的前提是遵守 NSCoding 协议,并且实现 编码,解码方法。

比如: Person 类 ,遵守 NSCoding 协议

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <UIKit/UIKit.h>

// 归档的前提:被归档的对象需要遵守编码协议,并实现相应方法
@interface Person : NSObject <NSCoding>

@property (nonatomic,assign) NSInteger age; // 年龄integer类型

@property (nonatomic,copy) NSString *name; // 姓名,oc对象类型

@property (nonatomic,strong) UIImage *image; // 图片,UIImage类型

@end

Person 类,实现 NSCoding 协议方法。

编码方法,归档时触发。

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder

解码方法,反归档时触发。

- (nullable instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
// 归档的过程是一个编码的过程,对象内部属性需要进行编码
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder
{

    // 注意1:编码时,需要注意,不同类型的实例变量,使用不同的编码方式
    // person 中 age 为integer 类型, name 为 nsstring 类型,image 为 UIImage类型

    // 注意2:编码时,需要在编码时加上标记;编码 data型数据时,不需要加标记。


    [aCoder encodeInteger:_age forKey:@"age"];  // 类型:integer  标记:age

    [aCoder encodeObject:_name forKey:@"name"]; // 类型:nsstring 标记:name

    [aCoder encodeDataObject:UIImagePNGRepresentation(_image)]; // 类型:data 标记:不需要

}



// 反归档,是一个解码过程。解码过程,是一个重新创建对象的过程,因此,解码方法是一个初始化方法。 init开头
- (nullable instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{

    self = [super init];

    if (self) {


        // 解码,给内部对象赋值, 选择对应类型的解码方法 和 标记解码。
        self.age =  [aDecoder decodeIntegerForKey:@"age"];

        self.name = [aDecoder decodeObjectForKey:@"name"];

        self.image = [UIImage imageWithData:[aDecoder decodeDataObject]];

    }

    return self;

}

2. 归档

// 归档练习
- (void)archive{
    Person *person1 = [[Person alloc]init];
    person1.age = 16;
    person1.name = @"吴书敏";
    person1.image = [UIImage imageNamed:@"avatar.jpg"];
    // 归档 , 归档是把 复杂对象转化为一个mutableData 的过程,转化完毕后,把mutaleData 写入到文件
    // 1. 创建可变数据
    NSMutableData *data1 = [NSMutableData data];
    // 2. 创建一个归档对象 NSKeyedArchiver
    NSKeyedArchiver *archiver = [[NSKeyedArchiver alloc] initForWritingWithMutableData:data1];
    // 3. 归档
    [archiver encodeObject:person1 forKey:@"p1"];
    // 4. 归档完成
    [archiver finishEncoding];
    // 5. 把归档完成的数据写入到沙盒
    NSString *dataPath = [NSHomeDirectory() stringByAppendingPathComponent:@"data1"];
    NSLog(@"dataPath = %@",dataPath);
    [data1 writeToFile:dataPath atomically:YES];
    self.data = data1;
    
}

我们来归纳一下,如果要对一个复杂对象进行归档。首先,复杂对象要遵守 NSCoding 协议,并实现协议里的 编码方法 和 解码方法。然后 归档。

我们来思考一个问题,如果一个类中有 100 个属性,怎么实现 编码 和 解码方法? 如果让每个属性都 encode decode, 那么你至少要写 200 行代码!

我们可以再思考一个问题,现在一个类中有 100 个属性, 我现在的 应用程序中,需要用到 10个类,这十个类都需要归档。如何实现 编码 和 解码方法?

如果还让每个类中每个属性都 encode decode ,那么你至少要写 10 * 100 = 1000 行代码。

这显然是不现实的。

3.解档

//解档
- (void)Solution{
    NSKeyedUnarchiver *unArchiver = [[NSKeyedUnarchiver alloc] initForReadingWithData:_data];
    Person *p2 = [unArchiver decodeObjectForKey:@"p1"];
    [unArchiver finishDecoding];
    NSLog(@"%@", p2);
    NSLog(@"%ld", p2.age);
    NSLog(@"%@", p2.name);
    NSLog(@"%@",p2.image);
    UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc] initWithFrame:(CGRectMake(100, 100, 200, 200))];
    imageView.image = p2.image;
    [self.view addSubview:imageView];    
}

打印结果如下:

2016-12-26 02:17:22.055 NSCoding[4953:325316] <Person: 0x608000027b00>
2016-12-26 02:17:22.055 NSCoding[4953:325316] 16
2016-12-26 02:17:22.055 NSCoding[4953:325316] 吴书敏
2016-12-26 02:17:22.056 NSCoding[4953:325316] <UIImage: 0x608000282030>, {512, 384}

NSCoding

我们在 NSCoding 的协议方法里面做的操作如下:
编码方法

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder

里面做的操作,根据属性类型,对属性进行编码。
加上编码标记,(秉着 见名知意的原则 标记值与属性名一样)。

- (nullable instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder

解码方法里面做的操作,根据属性类型,以及 编码时加的标记
, 进行解码。
解码完成后,给 属性赋值(可以使用 kvc 赋值方法)。

因此如果我们:
获取到每个属性类型,就可以 根据类型对属性进行编码。
获取到每个属性名, 就可以在编码的时候添加 标记。
有了标记 和 属性类型,就可以正确的解码。

objc/runtime 实现归档反归档

我们需要用到 动态运行时类库中的以下几种类型、函数 来获取 属性名,属性类型。
类型
**实例变量Ivar
**
表示类中的实例变量的一种类型。原类型为

struct objc_ivar *
///An opaque type that represents an instance variable.
typedef struct objc_ivar *Ivar;

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
}   

实例变量指针 Ivar *

表示 Ivar 类型指针,我们通常用来声明 Ivar 类型数组。
比如:
用来存储 类中所有实例变量的数组 varArray。

Ivar *varArray = class_copyIvarList([self class], &count);

函数

获取本类中所有实例变量函数class_copyIvarList

Ivar * class_copyIvarList(Class cls, unsigned int *outCount)

获取一个数组Ivar *
, 该数组中含有本类中所有的实例变量,但并不会获取父类中声明的实例变量。 当不使用的时候 使用free()
释放该数组。
获取实例变量名ivar_getName

const char * ivar_getTypeEncoding( Ivar ivar)

返回一个 实例变量的名称, 为 C 字符串。
获取实例变量类型ivar_getTypeEncoding

const char * ivar_getTypeEncoding( Ivar ivar)

获取实例变量的 编码类型, 为 C 字符串。
下面我们按照上面归档反归档的分析出来的思路,使用 runtime 中函数,写一个通用的 NSObject 归档反归档分类。

创建一个NSObject 的分类 NSObject+AGCoding
.h 文件

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface NSObject (AGCoding) <NSCoding>  // 遵守编码协议


@end

.m 文件

 #import "NSObject+AGCoding.h"
#import <objc/runtime.h>
#import <UIKit/UIKit.h>

/*
 成员变量类型
 获取 实例变量的类型 方法
 NSLog(@"%s", ivar_getTypeEncoding(array[i]));
 */
static NSString *intType     = @"i"; // int
static NSString *integerType = @"q"; // long
static NSString *floatType   = @"f"; // float
static NSString *doubleType  = @"d"; // double
static NSString *boolType    = @"B"; // bool
static NSString *imageType   = @"UIImage"; // UIImage 类型
static NSString *stringType  = @"NSString"; // NSString 类型



// 定义属性字典,用来存储 属性名(key)  类型(value)
// 比如:               age            q
static NSMutableDictionary *proDic = nil;

@implementation NSObject (AGCoding)

// 归档是一个编码的过程
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder
{
    // (1). 给字典分配空间
    proDic = [NSMutableDictionary dictionary];

    // (2). 获取类中所有实例变量
    unsigned int count; // 属性个数
    // 定义Ivar, copy
    Ivar *varArray = class_copyIvarList([self class], &count);

    // (3). for循环,获取属性名称 属性类型
    for (int i = 0; i < count; i++) {

        Ivar var = varArray[i];

        // 1. 获取属性名称 : age      name       image
        const char *cName = ivar_getName(var); // 属性名c字符串
        NSString *proName = [[NSString stringWithUTF8String:cName] substringFromIndex:1]; // OC字符串,并且去掉下划线 _

        // 2. 获取属性类型 : NSInteger NSString  UIImage 等类型
        const char *cType = ivar_getTypeEncoding(var); // 获取变量类型, c 字符串


        // 3. kvc 取值, 用于 (5) 中判断是否为 object 类型
        id value = [self valueForKey:proName];


        // 4. 把属性类型 从 c 转化为 oc 字符串
        // c 字符串 转化为 oc 字符串,会加上 @""
        // 属性类型
        NSString *proType = [NSString stringWithUTF8String:cType]; // oc 字符串


        // 5. 如果是OC类型数据,且不属于 NSNumber类,把 @"" 去掉
        if ([value isKindOfClass:[NSObject class]] && ![value isKindOfClass:[NSNumber class]]) {

            // 截取前: @"@\"NSString\""
            // 截取后: @\"NSString\"
            NSUInteger length = proType.length;
            proType = [proType substringWithRange:NSMakeRange(2, length - 3)];

        }


        // (4). proDic字典赋值 : 属性名(key)_属性类型(value)
        if (![proName isEqualToString:@"proDic"]) {

            [proDic setValue:proType forKey:proName];
        }


        // (5). 根据类型进行编码
        if ([proType isEqualToString:integerType]) { // integer 类型

            [aCoder encodeInteger:[value integerValue] forKey:proName];
        } else if ([proType isEqualToString:imageType]) { // image 类型

            [aCoder encodeDataObject:UIImagePNGRepresentation( value)];
        } else if ([proType isEqualToString:stringType]) { // string 类型

            [aCoder encodeObject:value forKey:proName];
        }
        // 若再有类型添加即可


    } // for 循环,获取结束


    // 释放varArray
    free(varArray);
}




// 反归档,是一个解码的过程。
- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{

    self = [self init];


    if (self) {

        // 注意:解档时重新给 proDic赋值
        [self setProDic];

        //  解码,给 属性赋值
        // 注意: 根据属性类型解码,根据属性名 kvc 赋值

        // (1) 获取 字典中的属性名
        for (NSString *proName in proDic) {

            // (2) 获取 属性类型
            NSString *proType = proDic[proName];

            // (3) 解码, kvc 赋值
            if ([proType isEqualToString:integerType]) { // integer 类型

                // 解码
                NSInteger number = [aDecoder decodeIntegerForKey:proName];
                // 赋值
                [self setValue:@(number) forKey:proName];

            } else if ([proType isEqualToString:imageType]) { // image 类型

                UIImage *image = [UIImage imageWithData:[aDecoder decodeDataObject]];
                [self setValue:image forKey:proName];

            } else if ([proType isEqualToString:stringType]) { // string 类型

                NSString *string = [aDecoder decodeObjectForKey:proName];
                [self setValue:string forKey:proName];

            }

            // 若再有类型添加即可


        } // for 循环结束



    }


    return self;
}




// 解码时重新给当前类的proDic赋值
- (void)setProDic
{
    // (1). 给字典分配空间
    proDic = [NSMutableDictionary dictionary];

    // (2). 获取类中所有实例变量
    unsigned int count; // 属性个数
    // 定义Ivar, copy
    Ivar *varArray = class_copyIvarList([self class], &count);

    // (3). for循环,获取属性名称 属性类型
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        Ivar var = varArray[i];
        // 1. 获取属性名称 : age      name       image
        const char *cName = ivar_getName(var); // 属性名c字符串
        NSString *proName = [[NSString stringWithUTF8String:cName] substringFromIndex:1]; // OC字符串,并且去掉下划线 _
        // 2. 获取属性类型 : NSInteger NSString  UIImage 等类型
        const char *cType = ivar_getTypeEncoding(var); // 获取变量类型, c 字符串
        // 3. 把属性类型 从 c 转化为 oc 字符串
        // c 字符串 转化为 oc 字符串,会加上 @""
        // 属性类型
        NSString *proType = [NSString stringWithUTF8String:cType]; // oc 字符串
        // 获取 @ 的个数
        NSArray *array = [proType componentsSeparatedByString:@"@"];
        // 4. 如果属性字符串中,多了 @"" 把 @"" 去掉
        if (array.count >= 2) {
            // 截取前: @"@\"NSString\""
            // 截取后: @\"NSString\"
            NSUInteger length = proType.length;
            proType = [proType substringWithRange:NSMakeRange(2, length - 3)];

        }
        // (4). proDic字典赋值 : 属性名(key)_属性类型(value)
        if (![proName isEqualToString:@"proDic"]) {

            [proDic setValue:proType forKey:proName];
        }

    } // for 循环,获取结束

// 释放varArray
    free(varArray);
}
@end
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