runtime在实际开发中的应用
一、动态添加一个类
#####（“KVO”的实现是利用了runtime能够动态添加类）
原来当你对一个对象进行观察时, 系统会自动新建一个类继承自原类, 然后重写被观察属性的setter方法. 然后重写的setter方法会负责在调用原setter方法前后通知观察者. 然后把原对象的isa指针指向这个新类, 我们知道, 对象是通过isa指针去查找自己是属于哪个类, 并去所在类的方法列表中查找方法的, 所以这个时候这个对象就自然地变成了新类的实例对象.
就像KVO一样, 系统是在程序运行的时候根据你要监听的类, 动态添加一个新类继承自该类, 然后重写原类的setter方法并在里面通知observer的.
那么, 如何动态添加一个类呢? 直接上代码：
// 创建一个类(size_t extraBytes该参数通常指定为0, 该参数是分配给类和元类对象尾部的索引ivars的字节数。) Class clazz = objc_allocateClassPair([NSObject class], "GoodPerson", 0);
// 添加ivar // @encode(aType) : 返回该类型的C字符串 class_addIvar(clazz, "_name", sizeof(NSString *), log2(sizeof(NSString *)), @encode(NSString *));
class_addIvar(clazz, "_age", sizeof(NSUInteger), log2(sizeof(NSUInteger)), @encode(NSUInteger));
// 注册该类 objc_registerClassPair(clazz);
// 创建实例对象 id object = [[clazz alloc] init];
// 设置ivar [object setValue:@"Tracy" forKey:@"name"];
Ivar ageIvar = class_getInstanceVariable(clazz, "_age"); object_setIvar(object, ageIvar, @18);
// 打印对象的类和内存地址 NSLog(@"%@", object);
// 打印对象的属性值 NSLog(@"name = %@, age = %@", [object valueForKey:@"name"], object_getIvar(object, ageIvar));
// 当类或者它的子类的实例还存在，则不能调用objc_disposeClassPair方法 object = nil;
// 销毁类 objc_disposeClassPair(clazz);
运行结果：
2017-10-24 21:04:08.328 Runtime-实践篇[13699:1043458] 2017-10-24 21:04:08.329 Runtime-实践篇[13699:1043458] name = Tracy, age = 18
这样, 我们就在程序运行时动态添加了一个继承自NSObject的GoodPerson类, 并为该类添加了name和age成员变量.
二、通过runtime获取一个类的所有属性，我们可以做些什么？
1. 打印一个类的所有ivar, property 和 method（简单直接的使用）
Person *p = [[Person alloc] init]; [p setValue:@"Kobe" forKey:@"name"]; [p setValue:@18 forKey:@"age"]; // p.address = @"广州大学城"; p.weight = 110.0f;
// 1.打印所有ivars unsigned int ivarCount = 0; // 用一个字典装ivarName和value NSMutableDictionary *ivarDict = [NSMutableDictionary dictionary]; Ivar *ivarList = class_copyIvarList([p class], &ivarCount); for(int i = 0; i < ivarCount; i++){ NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivarList[i])]; id value = [p valueForKey:ivarName];
if (value) { ivarDict[ivarName] = value; } else { ivarDict[ivarName] = @"值为nil"; } } // 打印ivar for (NSString *ivarName in ivarDict.allKeys) { NSLog(@"ivarName:%@, ivarValue:%@",ivarName, ivarDict[ivarName]); }
// 2.打印所有properties unsigned int propertyCount = 0; // 用一个字典装propertyName和value NSMutableDictionary *propertyDict = [NSMutableDictionary dictionary]; objc_property_t *propertyList = class_copyPropertyList([p class], &propertyCount); for(int j = 0; j < propertyCount; j++){ NSString *propertyName = [NSString stringWithUTF8String:property_getName(propertyList[j])]; id value = [p valueForKey:propertyName];
if (value) { propertyDict[propertyName] = value; } else { propertyDict[propertyName] = @"值为nil"; } } // 打印property for (NSString *propertyName in propertyDict.allKeys) { NSLog(@"propertyName:%@, propertyValue:%@",propertyName, propertyDict[propertyName]); }
// 3.打印所有methods unsigned int methodCount = 0; // 用一个字典装methodName和arguments NSMutableDictionary *methodDict = [NSMutableDictionary dictionary]; Method *methodList = class_copyMethodList([p class], &methodCount); for(int k = 0; k < methodCount; k++){ SEL methodSel = method_getName(methodList[k]); NSString *methodName = [NSString stringWithUTF8String:sel_getName(methodSel)];
unsigned int argumentNums = method_getNumberOfArguments(methodList[k]);
methodDict[methodName] = @(argumentNums - 2); // -2的原因是每个方法内部都有self 和 selector 两个参数 } // 打印method for (NSString *methodName in methodDict.allKeys) { NSLog(@"methodName:%@, argumentsCount:%@", methodName, methodDict[methodName]);
打印结果：
2017-10-24 23:06:49.070 Runtime-实践篇[13723:1044813] ivarName:_name, ivarValue:Kobe 2017-10-24 23:06:49.071 Runtime-实践篇[13723:1044813] ivarName:_age, ivarValue:18 2017-10-24 23:06:49.071 Runtime-实践篇[13723:1044813] ivarName:_weight, ivarValue:110 2017-10-24 23:06:49.072 Runtime-实践篇[13723:1044813] ivarName:_address, ivarValue:值为nil 2017-10-24 23:06:49.072 Runtime-实践篇[13723:1044813] propertyName:address, propertyValue:值为nil 2017-10-24 23:06:49.072 Runtime-实践篇[13723:1044813] propertyName:weight, propertyValue:110 2017-10-24 23:06:49.073 Runtime-实践篇[13723:1044813] methodName:setWeight:, argumentsCount:1 2017-10-24 23:06:49.073 Runtime-实践篇[13723:1044813] methodName:weight, argumentsCount:0 2017-10-24 23:06:49.074 Runtime-实践篇[13723:1044813] methodName:setAddress:, argumentsCount:1 2017-10-24 23:06:49.074 Runtime-实践篇[13723:1044813] methodName:address, argumentsCount:0 2017-10-24 23:06:49.074 Runtime-实践篇[13723:1044813] methodName:.cxx_destruct, argumentsCount
2. 动态变量控制
在程序中，XiaoMing的age是10，后来被runtime变成了20，来看看runtime是怎么做到的：
-(void)changeAge{ unsigned int count = 0; //动态获取XiaoMing类中的所有属性[当然包括私有] Ivar *ivar = class_copyIvarList([self.xiaoMing class], &count); //遍历属性找到对应age字段 for (int i = 0; i<count; i++) { Ivar var = ivar[i]; const char *varName = ivar_getName(var); NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:varName]; if ([name isEqualToString:@"_age"]) { //修改对应的字段值成20 object_setIvar(self.xiaoMing, var, @"20"); break; } } NSLog(@"XiaoMing's age is %@",self.xiaoMing.age); }
3. 在NSObject的分类中增加方法来避免使用KVC赋值的时候出现崩溃
在有些时候我们需要通过KVC去修改某个类的私有变量，但是又不知道该属性是否存在，如果类中不存在该属性，那么通过KVC赋值就会crash，这时也可以通过运行时进行判断。同样我们在NSObject的分类中增加如下方法。 l
/** * 判断类中是否有该属性 * * @param property 属性名称 * * @return 判断结果 */ -(BOOL)hasProperty:(NSString *)property { BOOL flag = NO; u_int count = 0; Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count); for (int i = 0; i < count; i++) { const char *propertyName = ivar_getName(ivars[i]); NSString *propertyString = [NSString stringWithUTF8String:propertyName]; if ([propertyString isEqualToString:property]){ flag = YES; } } }
4. 自动的归档和解档
Runtime自动归档和解档
5. 字典转模型
Runtime实现字典转模型
三、利用runtime的动态交换方法实现，我们可以做什么？
1. 方法简单的交换
创建一个Person类，类中实现以下两个类方法，并在.h 文件中声明
+ (void)run { NSLog(@"跑"); } + (void)study { NSLog(@"学习"); }
下面通过runtime 实现方法交换，类方法用class_getClassMethod ，对象方法用class_getInstanceMethod
// 获取两个类的类方法 Method m1 = class_getClassMethod([Person class], @selector(run)); Method m2 = class_getClassMethod([Person class], @selector(study)); // 开始交换方法实现 method_exchangeImplementations(m1, m2); // 交换后，先打印学习，再打印跑！ [Person run]; [Person study];
2. 拦截系统方法(Swizzle 黑魔法）,也可以说成对系统的方法进行替换
由于某种原因，我们要改变这个方法的实现，但是又不能去动它的源代码(系统的方法或者一些开源库出现问题的时候)，这个时候runtime就派上用场了。
需求：比如iOS6 升级 iOS7 后需要版本适配，根据不同系统使用不同样式图片（拟物化和扁平化），如何通过不去手动一个个修改每个UIImage的imageNamed：方法就可以实现为该方法中加入版本判断语句？
步骤：
1、为UIImage建一个分类（UIImage+Category）
2、在分类中实现一个自定义方法，方法中写要在系统方法中加入的语句，比如版本判断
+ (UIImage *)xh_imageNamed:(NSString *)name { double version = [[UIDevice currentDevice].systemVersion doubleValue]; if (version >= 7.0) { // 如果系统版本是7.0以上，使用另外一套文件名结尾是‘_os7’的扁平化图片 name = [name stringByAppendingString:@"_os7"]; } return [UIImage xh_imageNamed:name]; }
3、分类中重写UIImage的load方法，实现方法的交换（只要能让其执行一次方法交换语句，load再合适不过了）
+ (void)load { // 获取两个类的类方法 Method m1 = class_getClassMethod([UIImage class], @selector(imageNamed:)); Method m2 = class_getClassMethod([UIImage class], @selector(xh_imageNamed:)); // 开始交换方法实现 method_exchangeImplementations(m1, m2); }
注意：自定义方法中最后一定要再调用一下系统的方法，让其有加载图片的功能，但是由于方法交换，系统的方法名已经变成了我们自定义的方法名（有点绕，就是用我们的名字能调用系统的方法，用系统的名字能调用我们的方法），这就实现了系统方法的拦截！
利用以上思路，我们还可以给 NSObject 添加分类，统计创建了多少个对象，给控制器添加分类，统计有创建了多少个控制器，特别是公司需求总变的时候，在一些原有控件或模块上添加一个功能，建议使用该方法！
引自于：https://halfrost.com/how_to_use_runtime/#2
1.实现AOP
AOP的例子在上一篇文章中举了一个例子，在下一章中也打算详细分析一下其实现原理，这里就一笔带过。
2.实现埋点统计
如果app有埋点需求，并且要自己实现一套埋点逻辑，那么这里用到Swizzling是很合适的选择。优点在开头已经分析了，这里不再赘述。看到一篇分析的挺精彩的埋点的文章，推荐大家阅读。
3.实现异常保护
日常开发我们经常会遇到NSArray数组越界的情况，苹果的API也没有对异常保护，所以需要我们开发者开发时候多多留意。关于Index有好多方法，objectAtIndex，removeObjectAtIndex，replaceObjectAtIndex，exchangeObjectAtIndex等等，这些设计到Index都需要判断是否越界。
常见做法是给NSArray，NSMutableArray增加分类，增加这些异常保护的方法，不过如果原有工程里面已经写了大量的AtIndex系列的方法，去替换成新的分类的方法，效率会比较低。这里可以考虑用Swizzling做。
3. 运行时实现多继承的效果
既然方法我们可以拦截，可以交换，那么实现多继承的效果就留给读者自己思考了（避免篇幅太长，后续在博客中再来探讨这个问题）
四、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也比较耗费资源，需要给每个方法生成映射表，可以使用动态给某个类，添加方法解决。
经典面试题：有没有使用performSelector，其实主要想问你有没有动态添加过方法。
简单使用：
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib. Person *p = [[Person alloc] init]; // 默认person，没有实现eat方法，可以通过performSelector调用，但是会报错。 // 动态添加方法就不会报错 [p performSelector:@selector(eat)]; } @end
@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
五、利用运行时set和get这两个API，可以让类别可以添加属性
步骤：
1、创建一个类别，比如给任何一个对象都添加一个name属性，就是NSObject添加分类（NSObject+Category）
2、先在.h 中@property 声明出get 和 set 方法，方便点语法调用
@property(nonatomic,copy)NSString *name;
3、在.m 中重写set 和 get 方法，内部利用runtime 给属性赋值和取值
char nameKey;
- (void)setName:(NSString *)name { // 将某个值跟某个对象关联起来，将某个值存储到某个对象中 objc_setAssociatedObject(self, &nameKey, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC); }
- (NSString *)name { return objc_getAssociatedObject(self, &nameKey);
六：
万能界面跳转
在你的开发过程中，是否遇到过如下的需求：
在tableView类型的展示列表中，点击每个cell中人物头像都可以跳转到人物详情，可参见微博中的头像，同理包括转发、评论按钮、各种链接及linkcard。跳转到任意页面
（1）产品要求，某个页面的不同banner图，点击可以跳转到任何一个页面，可能是原生的页面A、页面B，或者是web页C。
（2）在web页面，可以跳转到任何一个原生页面。
（3）在远程推送中跳转到任意指定的页面。
以上2种需求，我想大多数开发者都遇到过，并且可以实现这种功能。毕竟，这是比较基础的功能。但是代码未必那么优雅。
利用runtime动态生成对象、属性、方法这特性，我们可以先跟服务端商量好，定义跳转规则，比如要跳转到A控制器，需要传属性id、type，那么服务端返回字典给我，里面有控制器名，两个属性名跟属性值，客户端就可以根据控制器名生成对象，再用kvc给对象赋值，这样就搞定了。
举例：比如根据推送规则跳转对应界面HSFeedsViewController
HSFeedsViewController.h：
进入该界面需要传的属性
@interface HSFeedsViewController : UIViewController // 注：根据下面的两个属性，可以从服务器获取对应的频道列表数据 /** 频道ID */ @property (nonatomic, copy) NSString *ID; /** 频道type */ @property (nonatomic, copy) NSString *type; @end
AppDelegate.m 中添加以下代码片段：
推送过来的消息规则
// 这个规则肯定事先跟服务端沟通好，跳转对应的界面需要对应的参数 NSDictionary *userInfo = @{ @"class": @"HSFeedsViewController", @"property": @{ @"ID": @"123", @"type": @"12" } };
跳转界面：
- (void)push:(NSDictionary *)params { // 类名 NSString *class =[NSString stringWithFormat:@"%@", params[@"class"]]; const char *className = [class cStringUsingEncoding:NSASCIIStringEncoding]; // 从一个字串返回一个类 Class newClass = objc_getClass(className); if (!newClass) { // 创建一个类 Class superClass = [UIViewController class]; newClass = objc_allocateClassPair(superClass, className, 0); // 注册你创建的这个类 objc_registerClassPair(newClass); } // 创建对象 id instance = [[newClass alloc] init]; // 对该对象赋值属性 NSDictionary * propertys = params[@"property"]; [propertys enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id key, id obj, BOOL *stop) { // 检测这个对象是否存在该属性 if ([self checkIsExistPropertyWithInstance:instance verifyPropertyName:key]) { // 利用kvc赋值 [instance setValue:obj forKey:key]; } }]; // 获取导航控制器 UITabBarController *tabVC = (UITabBarController *)self.window.rootViewController; UINavigationController *pushClassStance = (UINavigationController *)tabVC.viewControllers[tabVC.selectedIndex]; // 跳转到对应的控制器 [pushClassStance pushViewController:instance animated:YES];
检查对象是否存在该属性
- (BOOL)checkIsExistPropertyWithInstance:(id)instance verifyPropertyName:(NSString *)verifyPropertyName { unsigned int outCount, i; // 获取对象里的属性列表 objc_property_t * properties = class_copyPropertyList([instance class], &outCount); for (i = 0; i < outCount; i++) { objc_property_t property =properties[i]; // 属性名转成字符串 NSString *propertyName = [[NSString alloc] initWithCString:property_getName(property) encoding:NSUTF8StringEncoding]; // 判断该属性是否存在 if ([propertyName isEqualToString:verifyPropertyName]) { free(properties); return YES; } } free(properties); return NO; }
七、插件开发
插件入门
XCode 有个很坑爹的地方，就是它并不官方支持插件开发，官方没有文档，XCode 也没有开源，但由于 XCode 是 Objective-C 写的，OC 动态性太强大，导致在这么封闭的情况下民间还是可以做出各种插件，其核心开发方式就是：
dump 出 Xcode 所有头文件，知道 Xcode 里有哪些类和接口。
通过头文件方法名猜测方法的作用，swizzle 这些方法，插入自己的代码实现插件逻辑。
通过 NSNotificationCenter 监听各种事件的发生。
更详细的开发教程网上有不少文章，有兴趣的自行搜索吧。
点评
：runtime 经典的应用要属 JSPatch
热修复，以及AOP 思想的
Aspects，还有类似YYModel 这样的json to model 的库。在其他语言也有 runtime
类似的机制，了解 runtime更能让你深刻理解语言的特性。
如果感觉这篇文章不错可以点击在看:point_down:
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