RunTime實現原理剖析

小輝哥的掘金發表於2019-05-07

對於RunTime恐怕幾乎每一個做iOS的人都聽說過，都用過吧，但是對於其具體實現好多人應該都不太清楚吧，今天我這分4部分，詳細的講解一下Runtime，讓大家對Runtime有一個全域性的瞭解

1、isa解析
2、方法快取
3、objc_msgSend執行流程
4、RunTime的相關API

isa指標

我們在研究OC物件的時候已經知道了，實力物件的isa指向類物件，類物件的isa指向元類物件。其實這樣說還是有一點不對的，應該說在arm64架構之前，isa就是一個普通的指標，儲存著Class、 Meta-Class 物件的記憶體地址；但是從arm64之後，對isa進行了優化，變成了一個共用體（union）結構，還使用位域來存放跟多的資訊。

我們在這裡下載runtime原始碼，然後查詢struct objc_object裡面的isa,這裡我們只研究arm64架構isa

struct {
uintptr_t nonpointer        : 1;
uintptr_t has_assoc         : 1;
uintptr_t has_cxx_dtor      : 1;
uintptr_t shiftcls          : 33; // MACH_VM_MAX_ADDRESS 0x1000000000
uintptr_t magic             : 6;
uintptr_t weakly_referenced : 1;
uintptr_t deallocating      : 1;
uintptr_t has_sidetable_rc  : 1;
uintptr_t extra_rc          : 19;
#       define RC_ONE   (1ULL<<45)
#       define RC_HALF  (1ULL<<18)
};
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我們發現isa的結構是這種共用體（union）結構，其實使用這種共用體是一種優化，isa不在單獨存放的是一個指標資訊了，裡面存放了更多的其他資訊。

概念

想要明白isa變成共用體（union）結構,是一種優化，我們需要先了解一些概念

1、位運算
2、位元組和位
3、位域
4、共用體

位運算

位運算的運算子有下面幾個

1、左移：<<
2、右移：>>
3、按位或：|
4、按位與：&
5、按位取反：~
6、按位異或：^ 其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相異或，當兩對應的二進位相異時，結果為1

與操作& 與操作&：都是1則為1，一個0就是0。可以用來取出來特定的位。例如一個二進位制0b 0000 0111,我們分別想取出第一位1和第四位0。

 0000 0111            0000 0111
&0000 0001           &0000 1000
--------------       --------------
 0000 0001            0000 0000
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我們可以發現我們使用按位與&的時候，我們如果想取出哪一位，把改為設定為1，其他位設定為0就可以了。

介紹到了&，我再來介紹一個概念，掩碼：一般用來按位與(&)運算的，具體有什麼作用，我們下面會進行講解

或操作|

或操作|：一個是1，則為1，全部是0才為0。例如一個二進位制0b 0101 1010。

  0101 1010
| 0001 1100           
--------------
  0101 1110
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如果我們想要某一位，就該該位或上一個0

左移：<< 二進位制位全部左移若干位，左邊的丟棄，右邊補0

1、1<<0 1左移0位，0b0000 0001
2、1<<1 1左移1位，0b0000 0010
3、1<<2 1左移2位，0b0000 0100
4、1<<3 1左移3位，0b0000 1000

右移：>>

二進位制右移若干位，正數左邊補0，負數左邊補1，右邊丟棄。

例如 12>>2 0000 1100 = 12 0000 0011 = 2 (右移後)

特點：每右移一位，就除以一次2。a>>n 就是 a除以2的n次方

位元組和位

Bit意為“位”，是計算機運算的基礎，屬於二進位制的範疇；
Byte意為“位元組”，是計算機檔案大小的基本計算單位；

通常用bit來作資料傳輸的單位，因為物理層，資料鏈路層的傳輸對於使用者是透明的，而這種通訊傳輸是基於二進位制的傳輸。在應用層通常是用byte來作單位，表示檔案的大小，在使用者看來就是可見的資料大小

換算 1 Byte = 8 Bits 1 KB = 1024 Bytes 1 MB = 1024 KB 1 GB = 1024 MB 另外，Byte通常簡寫為B(大寫），而bit通常簡寫為b（小寫）。可以這麼記憶，大寫的為大單位，實際數值小，小寫的為小單位，實際數值較大，1B=8b。

位域

所謂”位域“是把一個位元組中的二進位劃分為幾個不同的區域，並說明每個區域的位數。每個域有一個域名，允許在程式中按域名進行操作。它實際上是C語言提供的一種資料結構。

使用位域的好處是：

1.有些資訊在儲存時，並不需要佔用一個完整的位元組，而只需佔幾個或一個二進位制位。例如在存放一個開關量時，只有0和1 兩種狀態，用一位二進位即可。這樣節省儲存空間，而且處理簡便。這樣就可以把幾個不同的物件用一個位元組的二進位制位域來表示。
2.可以很方便的利用位域把一個變數給按位分解。比如只需要4個大小在0到3的隨即數，就可以只rand()一次，然後每個位域取2個二進位制位即可，省時省空間

struct 位域結構名 { 位域列表 }; 其中位域列表的形式為：型別說明符位域名：位域長度;

struct {
char tall : 1;
char rich : 1;
char handsome : 1;
} _tallRichHandsome;
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4、共用體

union中可以定義多個成員，union的大小由最大的成員的大小決定；

union成員共享同一塊大小的記憶體，一次只能使用其中的一個成員；對union某一個成員賦值，會覆蓋其他成員的值（但前提是成員所佔位元組數相同，當成員所佔位元組數不同時只會覆蓋相應位元組上的值，比如對char成員賦值就不會把整個int成員覆蓋掉，因為char只佔一個位元組，而int佔四個位元組）； union量的存放順序是所有成員都從低地址開始存放的。

案例

例如我們建立一個Person類，裡面有三個Bool屬性，tall、rich、handsome。

@property (nonatomic,assign) BOOL tall;
@property (nonatomic,assign) BOOL rich;
@property (nonatomic,assign) BOOL handsome;
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我們知道這三個屬性佔用了3個位元組。其實這個時候我們可以考慮到使用位域或者共用體的概念,使用位（Bit）的0和1來代表這三個屬性的YES NO，那個三個屬性就只是佔用了2個位元組

位域程式碼

@interface Person()
{
// 位域
struct {
char tall : 1;
char rich : 1;
char handsome : 1;
} _tallRichHandsome;
}
@end
@implementation Person

- (void)setTall:(BOOL)tall
{
_tallRichHandsome.tall = tall;
}

- (BOOL)isTall
{
return !!_tallRichHandsome.tall;
}

- (void)setRich:(BOOL)rich
{
_tallRichHandsome.rich = rich;
}

- (BOOL)isRich
{
return !!_tallRichHandsome.rich;
}

- (void)setHandsome:(BOOL)handsome
{
_tallRichHandsome.handsome = handsome;
}

- (BOOL)isHandsome
{
return !!_tallRichHandsome.handsome;
}
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為什麼會出現!!，我們知道!(-1) == NO ，!上一個存在的值是NO，!!兩次那麼只會出現YES 和 NO了。

共用體

其實我們觀察isa的型別，發現isa其實是使用的共用體，

#define TallMask (1<<0)
#define RichMask (1<<1)
#define HandsomeMask (1<<2)


@interface Person()
{
union {
int bits;
struct {
char tall : 1;
char rich : 1;
char handsome : 1;
};
} _tallRichHandsome;
}
@end

@implementation Person

- (void)setTall:(BOOL)tall
{
if (tall) {
_tallRichHandsome.bits |= TallMask;
} else {
_tallRichHandsome.bits &= ~TallMask;
}
}

- (BOOL)isTall
{
return !!(_tallRichHandsome.bits & TallMask);
}

- (void)setRich:(BOOL)rich
{
if (rich) {
_tallRichHandsome.bits |= RichMask;
} else {
_tallRichHandsome.bits &= ~RichMask;
}
}

- (BOOL)isRich
{
return !!(_tallRichHandsome.bits & RichMask);
}

- (void)setHandsome:(BOOL)handsome
{
if (handsome) {
_tallRichHandsome.bits |= HandsomeMask;
} else {
_tallRichHandsome.bits &= ~HandsomeMask;
}
}

- (BOOL)isHandsome
{
return !!(_tallRichHandsome.bits & HandsomeMask);
}
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#define TallMask (1<<0)這是掩碼，為了方便閱讀。

struct {
char tall : 1;
char rich : 1;
char handsome : 1;
};
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其實也僅僅是方便閱讀的作用，讓我們知道tall、rich、handsome是在哪一位上，去掉並不影響程式碼。

擴充套件：位運算應用

其實我們可以看到蘋果官方文件上面有很多地方運用到了位運算

typedef NS_ENUM(NSInteger, LXDAuthorizationType)
{
LXDAuthorizationTypeNone = 0,
LXDAuthorizationTypePush = 1 << 0,  ///<    推送授權
LXDAuthorizationTypeLocation = 1 << 1,  ///<    定位授權
LXDAuthorizationTypeCamera = 1 << 2,    ///<    相機授權
LXDAuthorizationTypePhoto = 1 << 3,     ///<    相簿授權
LXDAuthorizationTypeAudio = 1 << 4,  ///<    麥克風授權
LXDAuthorizationTypeContacts = 1 << 5,  ///<    通訊錄授權
};

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typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, UIViewAutoresizing) {
UIViewAutoresizingNone                 = 0,
UIViewAutoresizingFlexibleLeftMargin   = 1 << 0,
UIViewAutoresizingFlexibleWidth        = 1 << 1,
UIViewAutoresizingFlexibleRightMargin  = 1 << 2,
UIViewAutoresizingFlexibleTopMargin    = 1 << 3,
UIViewAutoresizingFlexibleHeight       = 1 << 4,
UIViewAutoresizingFlexibleBottomMargin = 1 << 5
};
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太多了，我就不一一列舉了。其實我們在有些情況下也可以參考這樣的設計。例如

typedef enum {
OptionsOne = 1<<0,   // 0b0001
OptionsTwo = 1<<1,   // 0b0010
OptionsThree = 1<<2, // 0b0100
OptionsFour = 1<<3   // 0b1000
} Options

- (void)setOptions:(Options)options
{
if (options & OptionsOne) {
NSLog(@"包含了OptionsOne");
}

if (options & OptionsTwo) {
NSLog(@"包含了OptionsTwo");
}

if (options & OptionsThree) {
NSLog(@"包含了OptionsThree");
}

if (options & OptionsFour) {
NSLog(@"包含了OptionsFour");
}
}


呼叫上面方法
[self setOptions: OptionsOne | OptionsFour];

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總結

最後我們在看一下isa結構吧

1、nonpointer：0，代表普通的指標，儲存著Class、Meta-Class物件的記憶體地址；1，代表優化過，使用位域儲存更多的資訊
2、has_assoc：是否有設定過關聯物件，如果沒有，釋放時會更快
4、shiftcls：儲存著Class、Meta-Class物件的記憶體地址資訊
5、magic：用於在除錯時分辨物件是否未完成初始化
6、weakly_referenced：是否有被弱引用指向過，如果沒有，釋放時會更快
7、deallocating：物件是否正在釋放
8、extra_rc：裡面儲存的值是引用計數器
9、has_sidetable_rc：引用計數器是否過大無法儲存在isa中；如果為1，那麼引用計數會儲存在一個叫SideTable的類的屬性中

第三條解釋不知道為啥違反政治安全問題了，不讓寫，只能截圖了

方法快取

我們先來整體的看一下結構

1、class類中只要有isa指標、superClass、cache方法快取、bits具體的類資訊
2、bits & FAST_DATA_MASK 指向一個新的結構體Class_rw_t，裡面包含著methods方法列表、properties屬性列表、protocols協議列表、class_ro_t類的初始化資訊等一些類資訊

Class_rw_t Class_rw_t裡面的methods方法列表、properties屬性列表都是二維陣列，是可讀可寫的，包含類的初始內容，分類的內容

class_ro_t

class_ro_t裡面的baseMethodList，baseProtocols，Ivars，baseProperties是一維陣列，是只讀的，包含類的初始化內容

method_t

method_t是對方法的封裝

struct method_t{
SEL name;//函式名
const char *types;//編碼（返回值型別，引數型別）
IMP imp;//指向函式的指標（函式地址）
}
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IMP

IMP代表函式的具體實現

typedef id _Nullable (*IMP)(id _Nonnull, SEL _Nonnull, ...); 
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第一個引數是指向self的指標(如果是例項方法，則是類例項的記憶體地址；如果是類方法，則是指向元類的指標)，第二個引數是方法選擇器(selector)

SEL

SEL代表方法名，一般叫做選擇器，底層結構跟char *類似

可以通過@selector()和sel_registerName()獲得
可以通過sel_getName()和NSStringFromSelector()轉成字串
不同類中相同名字的方法，所對應的方法的選擇器是相同的
具體實現typedef struct objc_selector *SEL

types

types包含了函式返回值，引數編碼的字串

結構為：返回值引數1 引數2...引數N

iOS中提供了一個叫做@encode的指令，可以將具體的型別表示成字串編碼

例如

// "i24@0:8i16f20"
// 0id 8SEL 16int 20float  == 24
- (int)test:(int)age height:(float)height
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每一個方法都有兩個預設引數self和_msg 我們可以查到id型別為@，SEL型別為:

1、第一個引數i返回值
2、第二個引數@ 是id 型別的self
3、第三個引數:是SEL 型別的_msg
4、第四個引數i 是Int age
5、第五個引數f 是float height

其中載入的數字其實是跟所佔位元組有關

1、24 總共佔有多少位元組
2、@0 是id 型別的self的起始位置為0
3、:8 是因為id 型別的self佔位元組為8，所以SEL 型別的_msg`的起始位置為8

方法快取

Class內部結構中有一個方法快取cache_t，用雜湊表（雜湊表）來快取曾經呼叫過的方法，可以提高方法的查詢速度。

cache_t結構體裡面有三個元素

buckets 雜湊表，是一個陣列，陣列裡面的每一個元素就是一個bucket_t,bucket_t裡面存放兩個
- _key SEL作為key
- _imp 函式的記憶體地址
_mask 雜湊表的長度
_occupied已經快取的方法數量

為什麼會用到方法快取

這張圖片是我們方法產找路徑，如果我們的一個類有多個父類，需要呼叫父類方法，他的查詢路徑為

1、先遍歷自己所有的方法
2、如果在自己類中找不到方法，則遍歷父類所有方法，沒有查詢到呼叫方法之前，一直重複該動作如果每一次方法呼叫都是走這樣的步驟，對於系統級方法來說，其實還是比較消耗資源的，為了應對這個情況。出現了方法快取，呼叫過的方法，都放在快取列表中，下次查詢方法的時候，現在快取中查詢，如果快取中查詢不到，然後在執行上面的方法查詢流程。

雜湊表結構

雜湊表的結構大概就像上面那樣，陣列的下標是通過@selector(方法名)&_mask來求得，具體每一個陣列的元素是一個結構體,裡面包含兩個元素_imp和@selector(方法名)作為的key

我們在上一篇文章中知道，一個值與&上一個_mask，得出的結果一定小於等於_mask值，而_mask值為陣列長度-1，所以任何時候，也不會越界。

其實這就是雜湊表的演算法，也有一些其他的演算法，取餘,一個值取餘和&的效果是相同的。

但是這其實是有幾個疑慮的

1、初始_mask是多少？ - 初始_mask我簡單了嘗試了一下，第一次可能給3
2、隨著方法的增加，方法數量超過_mask值了怎麼辦 - 隨著方法的增多，方法數量肯定會超過_mask，這個時候會清空快取雜湊表，然後_mask*2
3、如果兩個值&_mask的值相同了怎麼辦 - 如果兩個值&_mask的值相同時，第二個&減一，知道找到空值，如果減到0還沒有找到空位置，那就放在最大位置
4、在沒有存放cach_t的陣列位置怎麼處理
- 在沒有佔用是，會在空位置的值為NULL

原始碼檢視 我們在objc-cache.mm檔案中查詢bucket_t * cache_t::find(cache_key_t k, id receiver)方法。

bucket_t * cache_t::find(cache_key_t k, id receiver)
{
assert(k != 0);

bucket_t *b = buckets();
mask_t m = mask();
mask_t begin = cache_hash(k, m);
mask_t i = begin;
do {
if (b[i].key() == 0  ||  b[i].key() == k) {
return &b[i];
}
} while ((i = cache_next(i, m)) != begin);

// hack
Class cls = (Class)((uintptr_t)this - offsetof(objc_class, cache));
cache_t::bad_cache(receiver, (SEL)k, cls);
}
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計算index值

mask_t begin = cache_hash(k, m);
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這個方式是計算下標的,我們點選進入檢視具體實現，就是@selector(方法名)&_mask

當兩個值求的下標相同時

(i = cache_next(i, m)) != begin
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具體實現為

arm64和x86實現方法不一樣

這裡有一個MJ老師封裝的能夠檢視物件各種屬性的方法,想要使用的可以在這裡檢視

objc_msgSend執行流程

OC中的方法呼叫，其實都是轉化為objc_msgSend函式的呼叫，objc_msgSend的執行流程可以分為3大階段

1、訊息傳送
2、動態方法解析
3、訊息轉發

訊息傳送

訊息傳送流程是我們平時最經常使用的流程，其他的像動態方法解析和訊息轉發其實是補救措施。具體流程如下

1、首先判斷訊息接受者receiver是否為nil，如果為nil直接退出訊息傳送
2、如果存在訊息接受者receiverClass，首先在訊息接受者receiverClass的cache中查詢方法，如果找到方法，直接呼叫。如果找不到，往下進行
3、沒有在訊息接受者receiverClass的cache中找到方法，則從receiverClass的class_rw_t中查詢方法，如果找到方法，執行方法，並把該方法快取到receiverClass的cache中；如果沒有找到，往下進行
4、沒有在receiverClass中找到方法，則通過superClass指標找到superClass，也是現在快取中查詢，如果找到，執行方法，並把該方法快取到receiverClass的cache中；如果沒有找到，往下進行
5、沒有在訊息接受者superClass的cache中找到方法，則從superClass的class_rw_t中查詢方法，如果找到方法，執行方法，並把該方法快取到receiverClass的cache中；如果沒有找到，重複4、5步驟。如果找不到了superClass了，往下進行
6、如果在最底層的superClass也找不到該方法，則要轉到動態方法解析

動態方法解析

開發者可以實現以下方法，來動態新增方法實現
- +resolveInstanceMethod:
- +resolveClassMethod:
動態解析過後，會重新走“訊息傳送”的流程，從receiverClass的cache中查詢方法這一步開始執行

我們建立一個Person類，然後在.h檔案中寫一個- (void)test，但是不寫具體實現，然後呼叫。會列印出最常見的unrecognized selector sent to instance 0x100559b60。

動態方法解析1

動態方法解析需要呼叫resolveInstanceMethod或者resolveClassMethod一個對應例項方法，一個對應類方法。我們這裡是例項方法使用resolveInstanceMethod

我們看一下resolveInstanceMethod的解釋，在我們需要執行動態方法解析的時候我們最好返回YES。

- (void)other{
NSLog(@"%s",__func__);
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
if (sel == @selector(test)) {
//獲取其他方法
Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(other));
//動態新增test的方法
class_addMethod(self, sel, method_getImplementation(method), method_getTypeEncoding(method));
}

return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

@end
複製程式碼

在class_addMethod方法中我們需要imp，types，但是OC並沒有提供相關屬性，所有我們可以呼叫相關方法來獲取相關引數

動態方法解析2

這裡我們在隨便驗證一下method的結構是不是這種

struct method_t {
SEL sel;
char *types;
IMP imp;
};
複製程式碼

我們程式碼改成這樣

struct method_t {
SEL sel;
char *types;
IMP imp;
};
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{

if (sel == @selector(test)) {
//獲取其他方法
struct method_t *method = (struct method_t *)class_getInstanceMethod(self, @selector(other));
//動態新增test的方法
class_addMethod(self, sel, method->imp, method->types);

return  YES;
}

return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
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動態方法解析3

其實我們還可以用C語言驗證一下，提示：C語言中函式方法就是函式的地址

void c_other(id self, SEL _cmd)
{
NSLog(@"c_other - %@ - %@", self, NSStringFromSelector(_cmd));
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{

if (sel == @selector(test)) {

class_addMethod(self, sel, (IMP)c_other, "v16@0:8");
return YES;
}

return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

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訊息轉發

如果方法一個方法在訊息傳送階段沒有找到相關方法，也沒有進行動態方法解析，這個時候就會走到訊息轉發階段了。

呼叫forwardingTargetForSelector，返回值不為nil時，會呼叫objc_msgSend(返回值, SEL)
呼叫methodSignatureForSelector,返回值不為nil，呼叫forwardInvocation:方法；返回值為nil時，呼叫doesNotRecognizeSelector:方法
開發者可以在forwardInvocation:方法中自定義任何邏輯
以上方法都有物件方法、類方法2個版本（前面可以是加號+，也可以是減號-）

forwardingTargetForSelector

我們建立一個命令列專案，建立兩個類，person和Student,在person.h裡面寫一個例項方法，但是不去實現相關方法。

@interface Person : NSObject
- (void)test;
@end


@interface Student : NSObject
- (void)test;
@end
#import "Student.h"

@implementation Student
- (void)test{
NSLog(@"%s",__func__);
}
@end
複製程式碼

呼叫的時候回報出我們最常見的錯誤unrecognized selector sent to instance 0x100747a50

如果我們在person裡面實現這個方法

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
if (aSelector == @selector(test)) {
return [[Student alloc]init];
}
return nil;
}
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呼叫forwardingTargetForSelector，返回值不為nil時，會呼叫objc_msgSend(返回值, SEL)，結果就是呼叫了objc_msgSend(Student,test)

methodSignatureForSelector（方法簽名）

當forwardingTargetForSelector返回值為nil，或者都沒有呼叫該方法的時候，系統會呼叫methodSignatureForSelector方法。呼叫methodSignatureForSelector,返回值不為nil，呼叫forwardInvocation:方法；返回值為nil時，呼叫doesNotRecognizeSelector:方法

對於方法簽名的生成方式

1、[NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"i@:i"]
2、[[[Student alloc]init] methodSignatureForSelector:aSelector];

實現方法簽名以後我們還要實現forwardInvocation方法，當呼叫person的test的方法的時候，就會走到這個方法中

NSInvocation封裝了一個方法呼叫，包括：方法呼叫者、方法名、方法引數

anInvocation.target 方法呼叫者
anInvocation.selector 方法名
[anInvocation getArgument:NULL atIndex:0]

我們也可以先執行NSLog(@"========");在執行Student的test方法

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
NSLog(@"========");
anInvocation.target = [[Student alloc]init];
[anInvocation invoke];

//    [anInvocation invokeWithTarget:[[Student alloc] init]];
}
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其中這兩個方法是一樣的 [anInvocation invokeWithTarget:[[Student alloc] init]];

anInvocation.target = [[Student alloc]init];
[anInvocation invoke];
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其實這個方法還是比較有用的，像網上一些對bug處理都會用到這個方法

RunTime的相關API

類方法

1、Class objc_allocateClassPair(Class superclass, const char *name, size_t extraBytes) 動態建立一個類（引數：父類，類名，額外的記憶體空間）
2、void objc_registerClassPair(Class cls) 註冊一個類（要在類註冊之前新增成員變數）
3、void objc_disposeClassPair(Class cls) 銷燬一個類
4、Class object_getClass(id obj) 獲取isa指向的Class
5、Class object_setClass(id obj, Class cls) 設定isa指向的Class
6、BOOL object_isClass(id obj) 判斷一個OC物件是否為Class
7、BOOL class_isMetaClass(Class cls) 判斷一個Class是否為元類
8、Class class_getSuperclass(Class cls)獲取父類

我在方法快取講過，在建立一個例項物件以後，裡面的成員變數就固定了，不能在修改了。因此我們在用objc_registerClassPair註冊類的時候，我們必須把成員變數寫在註冊之前。簡單使用，因為這裡面的都是runtime底層方法寫的，所有點語法和set方法都不可以使用，如果想要遍歷裡面的屬性和方法還是需要使用runtime提供的方法

建立類

// 建立類
Class newClass = objc_allocateClassPair([NSObject class], "MJDog", 0);
class_addIvar(newClass, "_age", 4, 1, @encode(int));
class_addIvar(newClass, "_weight", 4, 1, @encode(int));
//註冊類
objc_registerClassPair(newClass);

// 成員變數的數量
unsigned int count;
Ivar *ivars = class_copyIvarList(newClass, &count);
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 取出i位置的成員變數
Ivar ivar = ivars[i];
NSLog(@"%s %s", ivar_getName(ivar), ivar_getTypeEncoding(ivar));
}
free(ivars);

// 在不需要這個類時釋放
  objc_disposeClassPair(newClass);
複製程式碼

設定isa指向的Class

Person *p = [[Person alloc]init];
object_setClass(p, [Cat class]);
NSLog(@"%@",p);
複製程式碼

成員變數

1、Ivar class_getInstanceVariable(Class cls, const char *name) 獲取一個例項變數資訊
2、Ivar *class_copyIvarList(Class cls, unsigned int *outCount) 拷貝例項變數列表（最後需要呼叫free釋放）
3、void object_setIvar(id obj, Ivar ivar, id value) 設定成員變數的值
4、id object_getIvar(id obj, Ivar ivar) 獲取成員變數的值
5、BOOL class_addIvar(Class cls, const char * name, size_t size, uint8_t alignment, const char * types) 動態新增成員變數（已經註冊的類是不能動態新增成員變數的）
6、const char *ivar_getName(Ivar v), const char *ivar_getTypeEncoding(Ivar v)獲取成員變數的相關資訊

最常用的方法就是獲取類的成員變數

unsigned int count;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([Person class], &count);
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 取出i位置的成員變數
Ivar ivar = ivars[i];
NSLog(@"%s %s", ivar_getName(ivar), ivar_getTypeEncoding(ivar));
}
free(ivars);

複製程式碼

常用的方案

1、JSON轉Model
2、常看寫控制元件都有哪些元素，然後進行修改

屬性

1、objc_property_t class_getProperty(Class cls, const char *name) 獲取一個屬性
2、objc_property_t *class_copyPropertyList(Class cls, unsigned int *outCount)拷貝屬性列表（最後需要呼叫free釋放）
3、BOOL class_addProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes, unsigned int attributeCount) 動態新增屬性
4、void class_replaceProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes, unsigned int attributeCount) 動態替換屬性
5、const char *property_getName(objc_property_t property) 獲取屬性的一些資訊
6、const char *property_getAttributes(objc_property_t property) 獲取屬性的一些資訊

方法
1、獲得一個例項方法、類方法 - Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL name) - Method class_getClassMethod(Class cls, SEL name)
2、方法實現相關操作 - IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL name) - IMP method_setImplementation(Method m, IMP imp) - void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)
3、拷貝方法列表（最後需要呼叫free釋放）
- Method *class_copyMethodList(Class cls, unsigned int *outCount)
4、動態新增方法
- BOOL class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)
5、動態替換方法
- IMP class_replaceMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)
6、選擇器相關
- const char *sel_getName(SEL sel)
- SEL sel_registerName(const char *str)
7、用block作為方法實現
- IMP imp_implementationWithBlock(id block)
- id imp_getBlock(IMP anImp)
- BOOL imp_removeBlock(IMP anImp)

最常見的就是動態方法交換

Method runMethod = class_getInstanceMethod([Person class], @selector(run));
Method testMethod = class_getInstanceMethod([Person class], @selector(test));
method_exchangeImplementations(runMethod, testMethod)
複製程式碼

還有一個方法替換

MJPerson *person = [[Person alloc] init];

//        class_replaceMethod([Person class], @selector(run), (IMP)myrun, "v");


class_replaceMethod([Person class], @selector(run), imp_implementationWithBlock(^{
NSLog(@"123123");
}), "v");

[person run];
複製程式碼

我們經常會看一些面試題，但是好多面試題我們都是知其然不知其所以然，你如果認真的看了我上面總結的幾十篇文章，那麼你也會知其所以然。

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RunTime實現原理剖析

isa指標

概念

位運算

位元組和位

位域

4、共用體

案例

擴充套件：位運算應用

總結

方法快取

方法快取

objc_msgSend執行流程

訊息傳送

動態方法解析

訊息轉發

RunTime的相關API

類方法

成員變數

屬性

方法

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