关于OC的runtime消息机制

一.runtime简介

runtime简称运行时,OC就是运行时机制,其中最主要的就是消息机制。
对于C语言,函数的调用在编译的时候就会决定调用哪个函数,而对于OC的函数,属于动态调用过程。即在编译时并不能决定真正调用哪个函数,只有在真正运行的时候才会根据函数的名称找到对应的函数来调用。

事实证明:OC在编译阶段可以调用任何函数,即使这个函数并未实现,只要声明过就不会报错。C语言在编译阶段调用未实现的函数就会报错。这也说明了两种语言的区别。

二.runtime的作用

1.发送消息

  • 方法调用的本质就是让对象发送消息
  • objc_msgSend只有对象才能发送消息,因此以objc开头
  • 使用消息机制的前提,使用运行时的第一步:导入<objc/message.h>,第二步:Build Setting ->搜索msg ->设置属性为No(xcode5之后,苹果不建议使用底层方法,需要去这里设置)

下面简单说说消息机制的使用:
我先定义一个person对象,Person*p = [[Person alloc]init]; p有个eat方法,我调用了[p eat];自然调用eat方法,但是实际执行的应该是[p performSelector:@selector(eat)];实际上就是对象p发送一个eat的消息。
@selector(eat)其实是一个SEL,SEL是方法编号。根据方法编号就可以找到对应方法实现。下面用runtime让p对象发送一个eat消息:objc_msgSend(p, @selector(eat));
如果需要向一个带参数的方法发送消息,可以调用objc_msgSend(p, @selector(run:),100);100代表传递的参数。
如果让Person类调用一个类方法,比如[Person eatClassMethod];
本质上是类名转换成类对象后,然后用类对象调用此方法。
所以首先我们先要获取类对象
Class personClass = [Person class];
和调用对象方法类似也可以用
[personClass performSelector:@selector(eatClassMethod)];调用类方法如果用运行时objc_msgSend(personClass,@selector(eatClassMethod));

2.交换方法

当我们想要在某个系统方法的基础上添加一些功能时,runtime中的交换方法就派上了用场。在这列举一个应用场景,[UIImage imageNamed:@""];
这是一个太常用的方法,现在想在imageNamed的基础上添加一个功能,就是判断要显示的图片是否为空。我们马上想到了可以给UIImage这个类写一个分类
@interface UIImage (Image)
\+ (__kindof UIImage*)rs_imageNamed:(NSString*)imageName;

@implementationUIImage (Image) /+ (UIImage*)rs_imageNamed:(NSString*)imageName { // 1.加载图片 UIImage*image = [UIImage rs_imageNamed:imageName]; // 2.判断图片是否为空 if(image ==nil) { NSLog(@"加载image为空"); } return image; }
使用的时候只需要导入这个分类,用rs_imageNamed代替imageNamed方法即可。但是这个方法的弊病是当你的工程已经写了用了很多次imageNamed方法后,你要一个个的去换成我们的rs_imageNamed,这样很麻烦,而且还要导入"UIImage+Image.h"这个头文件。
下面我们步入正题,用runtime的交换方法来做。首先要获取到需要交换的方法(方法都存在class的方法列表中)
Class:要获取方法的类,SEL:获取方法编号,根据SEL就能去对应的类找方法
class_getClassMethod(<#__unsafe_unretained Class cls#>, <#SEL name#>)
//加载这个分类的时候调用 \+ (void)load{ //交换方法实现,方法都是定义在类里面 //class_getMethodImplementation:获取方法实现 // class_getInstanceMethod:获取对象方法 // class_getClassMethod:获取类方法 Method imageNameMethod =class_getClassMethod([UIImage class],@selector(imageNamed:)); // rs_imageNamed Method rs_imageNamedMethod =class_getClassMethod([UIImage class],@selector(rs_imageNamed:)); //交换方法实现 method_exchangeImplementations(imageNameMethod, xmg_imageNamedMethod); }
交换方法后,rs_imageNamed中的
// 1.加载图片 UIImage*image = [UIImage rs_imageNamed:imageName];
要变为
// UIImage*image = [UIImage imageNamed:imageName];
因为方法已经交换过了,以后调用imageNamed:就相当于调用rs_imageNamed:

3.动态添加方法

开发使用场景:如果一个类方法非常多,加载类到内存的时候非常耗费资源,可以使用动态给某个类添加方法来解决
[p performSelector:@selector(eat:)];
eat:方法没有定义,也没有实现
在Person的.m

@implementation Person

// void(*)()

// 默认方法都有两个隐式参数,

void eat(id self,SEL sel)

{
NSLog(@"%@ %@",self,NSStringFromSelector(sel));

}


// 当一个对象调用未实现的方法,会调用这个方法处理,并且会把对应的方法列表传过来.
// 刚好可以用来判断,未实现的方法是不是我们想要动态添加的方法

+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel

{

if (sel == @selector(eat)) {
    // 动态添加eat方法

    // 第一个参数:给哪个类添加方法
    // 第二个参数:添加方法的方法编号
    // 第三个参数:添加方法的函数实现(函数地址)
    // 第四个参数:函数的类型,(返回值+参数类型) v:void @:对象->self :表示SEL->_cmd
    class_addMethod(self, @selector(eat), eat, "v@:");

}

return [super resolveInstanceMethod:sel];

}

@end

4.给分类添加属性

  • 原理:给一个类声明属性,其实本质就是给这个类添加关联,并不是直接把这个值的内存空间添加到类存空间。
@implementation ViewController

-(void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
// 给系统NSObject类动态添加属性name

NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
objc.name = @"修改值";
NSLog(@"%@",objc.name);
}
@end

// 定义关联的key

static const char *key = "name";
@implementation NSObject (Property)
-(NSString *)name
{
// 根据关联的key,获取关联的值。
return objc_getAssociatedObject(self, key);
}
-(void)setName:(NSString *)name
{
// 第一个参数:给哪个对象添加关联
// 第二个参数:关联的key,通过这个key获取
// 第三个参数:关联的value
// 第四个参数:关联的策略
objc_setAssociatedObject(self, key, name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
@end

5.字典转模型

  • 设计模型:字典转模型的第一步
    · 模型属性,通常需要跟字典中的key一一对应
    · 问题:一个一个的生成模型属性,很慢?
    · 需求:能不能自动根据一个字典,生成对应的属性。
    · 解决:提供一个分类,专门根据字典生成对应的属性字符串。
@implementation NSObject (Log)

// 自动打印属性字符串

+(void)resolveDict:(NSDictionary *)dict{

// 拼接属性字符串代码
NSMutableString *strM = [NSMutableString string];

// 1.遍历字典,把字典中的所有key取出来,生成对应的属性代码
[dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id  _Nonnull key, id  _Nonnull obj, BOOL * _Nonnull stop) {

    // 类型经常变,抽出来
     NSString *type;

    if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFString")]) {
        type = @"NSString";
    }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFArray")]){
        type = @"NSArray";
    }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFNumber")]){
        type = @"int";
    }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFDictionary")]){
        type = @"NSDictionary";
    }


    // 属性字符串
    NSString *str;
    if ([type containsString:@"NS"]) {
        str = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, strong) %@ *%@;",type,key];
    }else{
        str = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, assign) %@ %@;",type,key];
    }

    // 每生成属性字符串,就自动换行。
    [strM appendFormat:@"\n%@\n",str];

}];

// 把拼接好的字符串打印出来,就好了。
NSLog(@"%@",strM);

}

@end
  • 字典转模型的方式一:KVC
    @implementation Status
    +(instancetype)statusWithDict:(NSDictionary *)dict
    {
    Status *status = [[self alloc] init];

    [status setValuesForKeysWithDictionary:dict];
    
    return status;
    }
    @end
    
  • KVC字典转模型弊端:必须保证,模型中的属性和字典中的key一一对应。
    · 如果不一致,就会调用[<Status 0x7fa74b545d60> setValue:forUndefinedKey:] 报key找不到的错。
    · 分析:模型中的属性和字典的key不一一对应,系统就会调用setValue:forUndefinedKey:报错。
    · 解决:重写对象的setValue:forUndefinedKey:,把系统的方法覆盖, 就能继续使用KVC,字典转模型了。

- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key
{

}

  • 字典转模型的方式二:Runtime
    思路:利用运行时,遍历模型中所有属性,根据模型的属性名,去字典中查找key,取出对应的值,给模型的属性赋值。
    步骤:提供一个NSObject分类,专门字典转模型,以后所有模型都可以通过这个分类转。

    @implementation ViewController`
    
     -(void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    
    // 解析Plist文件
    NSString *filePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"status.plist" ofType:nil];
    NSDictionary *statusDict = [NSDictionary dictionaryWithContentsOfFile:filePath];
    
    // 获取字典数组
    NSArray *dictArr = statusDict[@"statuses"];
    
    // 自动生成模型的属性字符串
    //    [NSObject resolveDict:dictArr[0][@"user"]];
    _statuses = [NSMutableArray array];
    // 遍历字典数组
    for (NSDictionary *dict in dictArr) {
    
      Status *status = [Status modelWithDict:dict];
    
      [_statuses addObject:status];
    
    }
    
    // 测试数据
    NSLog(@"%@ %@",_statuses,[_statuses[0] user]);
    }
    
    @end
    
    
    @implementation NSObject (Model)
    

    +(instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict
    {
    // 思路:遍历模型中所有属性-》使用运行时

    // 0.创建对应的对象
    id objc = [[self alloc] init];

    // 1.利用runtime给对象中的成员属性赋值

    // class_copyIvarList:获取类中的所有成员属性
    // Ivar:成员属性的意思
    // 第一个参数:表示获取哪个类中的成员属性
    // 第二个参数:表示这个类有多少成员属性,传入一个Int变量地址,会自动给这个变量赋值
    // 返回值Ivar :指的是一个ivar数组,会把所有成员属性放在一个数组中,通过返回的数组就能全部获取到。
    /
    类似下面这种写法

    Ivar ivar;
    Ivar ivar1;
    Ivar ivar2;
    // 定义一个ivar的数组a
    Ivar a[] = {ivar,ivar1,ivar2};

    // 用一个Ivar *指针指向数组第一个元素
    Ivar *ivarList = a;

    // 根据指针访问数组第一个元素
    ivarList[0];

    */
    unsigned int count;

    // 获取类中的所有成员属性
    Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);

    for (int i = 0; i < count; i++) {
    // 根据角标,从数组取出对应的成员属性
    Ivar ivar = ivarList[i];

      // 获取成员属性名
      NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
    
      // 处理成员属性名->字典中的key
      // 从第一个角标开始截取
      NSString *key = [name substringFromIndex:1];
    
      // 根据成员属性名去字典中查找对应的value
      id value = dict[key];
    
      // 二级转换:如果字典中还有字典,也需要把对应的字典转换成模型
      // 判断下value是否是字典
      if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]]) {
          // 字典转模型
          // 获取模型的类对象,调用modelWithDict
          // 模型的类名已知,就是成员属性的类型
    
          // 获取成员属性类型
         NSString *type = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
        // 生成的是这种@"@\"User\"" 类型 -》 @"User"  在OC字符串中 \" -> ",\是转义的意思,不占用字符
          // 裁剪类型字符串
          NSRange range = [type rangeOfString:@"\""];
    
         type = [type substringFromIndex:range.location + range.length];
    
          range = [type rangeOfString:@"\""];
    
          // 裁剪到哪个角标,不包括当前角标
        type = [type substringToIndex:range.location];
    
    
          // 根据字符串类名生成类对象
          Class modelClass = NSClassFromString(type);
    
    
          if (modelClass) { // 有对应的模型才需要转
    
              // 把字典转模型
              value  =  [modelClass modelWithDict:value];
          }
    
    
      }
    
      // 三级转换:NSArray中也是字典,把数组中的字典转换成模型.
      // 判断值是否是数组
      if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) {
          // 判断对应类有没有实现字典数组转模型数组的协议
          if ([self respondsToSelector:@selector(arrayContainModelClass)]) {
    
              // 转换成id类型,就能调用任何对象的方法
              id idSelf = self;
    
              // 获取数组中字典对应的模型
              NSString *type =  [idSelf arrayContainModelClass][key];
    
              // 生成模型
             Class classModel = NSClassFromString(type);
              NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray array];
              // 遍历字典数组,生成模型数组
              for (NSDictionary *dict in value) {
                  // 字典转模型
                id model =  [classModel modelWithDict:dict];
                  [arrM addObject:model];
              }
    
              // 把模型数组赋值给value
              value = arrM;
    
          }
      }
    
    
      if (value) { // 有值,才需要给模型的属性赋值
          // 利用KVC给模型中的属性赋值
          [objc setValue:value forKey:key];
      }
    

    }

    return objc;
    }

    @end

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