OC最实用的runtime总结,面试、工作你看我就足够了!

前言

runtime的资料网上有很多了,部分有些晦涩难懂,我通过自己的学习方法总结一遍,主要讲一些常用的方法功能,以实用为主,我觉得用到印象才是最深刻的,并且最后两个demo也是MJExtension的实现原理,面试的时候也可以多扯点。
另外runtime的知识还有很多,想要了解更多可以看我翻译的官方文档(有点枯燥),本文的demo下载地址

什么是runtime?

runtime 是 OC底层的一套C语言的API(引入 ),编译器最终都会将OC代码转化为运行时代码,通过终端命令编译.m 文件:clang -rewrite-objc xxx.m可以看到编译后的xxx.cpp(C++文件)。
比如我们创建了一个对象 [[NSObject alloc]init],最终被转换为几万行代码,截取最关键的一句可以看到底层是通过runtime创建的对象

.cpp 文件

删除掉一些强制转换语句,可以看到调用方法本质就是发消息,[[NSObject alloc]init]语句发了两次消息,第一次发了alloc 消息,第二次发送init 消息。利用这个功能我们可以探究底层,比如block的实现原理。
需要注意的是,使用objc_msgSend() sel_registerName()方法需要导入头文件

消息机制

另外利用runtime 可以做一些OC不容易实现的功能

  • 动态交换两个方法的实现(特别是交换系统自带的方法)
  • 动态添加对象的成员变量和成员方法
  • 获得某个类的所有成员方法、所有成员变量

如何应用运行时?

1.将某些OC代码转为运行时代码,探究底层,比如block的实现原理(上边已讲到);
2.拦截系统自带的方法调用(Swizzle 黑魔法),比如拦截imageNamed:、viewDidLoad、alloc;
3.实现分类也可以增加属性;
4.实现NSCoding的自动归档和自动解档;
5.实现字典和模型的自动转换。

下面我通过demo 我一个个来讲解

一、交换两个方法的实现,拦截系统自带的方法调用功能

需要用到的方法

  • 获得某个类的类方法
  • 获得某个类的实例对象方法
  • 交换两个方法的实现
案例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

控制器中调用,则先打印跑,后打印学习

下面通过runtime 实现方法交换,类方法用class_getClassMethod ,对象方法用class_getInstanceMethod

案例2:拦截系统方法

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

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)

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!

二、在分类中设置属性,给任何一个对象设置属性

众所周知,分类中是无法设置属性的,如果在分类的声明中写@property 只能为其生成get 和 set 方法的声明,但无法生成成员变量,就是虽然点语法能调用出来,但程序执行后会crash,有人会想到使用全局变量呢?比如这样:

但是全局变量程序整个执行过程中内存中只有一份,我们创建多个对象修改其属性值都会修改同一个变量,这样就无法保证像属性一样每个对象都拥有其自己的属性值。这时我们就需要借助runtime为分类增加属性的功能了。

需要用到的方法

  • set方法,将值value 跟对象object 关联起来(将值value 存储到对象object 中)
    参数 object:给哪个对象设置属性
    参数 key:一个属性对应一个Key,将来可以通过key取出这个存储的值,key 可以是任何类型:double、int 等,建议用char 可以节省字节
    参数 value:给属性设置的值
    参数policy:存储策略 (assign 、copy 、 retain就是strong)
  • 利用参数key 将对象object中存储的对应值取出来

步骤:
1、创建一个分类,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

3、在.m 中重写set 和 get 方法,内部利用runtime 给属性赋值和取值

三、获得一个类的所有成员变量

最典型的用法就是一个对象在归档和解档的 encodeWithCoder和initWithCoder:方法中需要该对象所有的属性进行decodeObjectForKey: 和 encodeObject:,通过runtime我们声明中无论写多少个属性,都不需要再修改实现中的代码了。

需要用到的方法

  • 获得某个类的所有成员变量(outCount 会返回成员变量的总数)
    参数:
    1、哪个类
    2、放一个接收值的地址,用来存放属性的个数
    3、返回值:存放所有获取到的属性,通过下面两个方法可以调出名字和类型
  • 获得成员变量的名字
  • 获得成员变量的类型
案例1:获取Person类中所有成员变量的名字和类型

案例2:利用runtime 获取所有属性来重写归档解档方法

依据上面的原理我们就可以给NSObject做一个分类,让我们不需要每次都写这么一长串代码,只要实现一小段代码就可以让一个对象具有归解档的能力。

注意,下面的代码我换了一个方法名(不然会覆盖系统原来的方法!),加了一个忽略属性方法是否被实现的判断,并加上了对父类属性的归解档循环。

NSObject+Extension.h

NSObject+Extension.m

上面分类使用方法:在需要归解档的对象中实现下面方法即可:

这样看来,我们每次又要写同样的代码,我们可以将归解档两个方法封装为宏,在需要的地方一句宏搞定,如果有不需要归解档的属性就实现ignoredNames 方法,具体可以看我的demo,这个也是MJExtension中那个一句宏就可以解决归解档的实现原理。

案例3:利用runtime 获取所有属性来进行字典转模型

以往我们都是利用KVC进行字典转模型,但是它还是有一定的局限性,例如:模型属性和键值对对应不上会crash(虽然可以重写setValue:forUndefinedKey:方法防止报错),模型属性是一个对象或者数组时不好处理等问题,所以无论是效率还是功能上,利用runtime进行字典转模型都是比较好的选择。

字典转模型我们需要考虑三种特殊情况:
1.当字典的key和模型的属性匹配不上
2.模型中嵌套模型(模型属性是另外一个模型对象)
3.数组中装着模型(模型的属性是一个数组,数组中是一个个模型对象)

根据上面的三种特殊情况,我们一个个处理,先是字典的key和模型的属性不对应的情况。
不对应有两种,一种是字典的键值大于模型属性数量,这时候我们不需要任何处理,因为runtime是先遍历模型所有属性,再去字典中根据属性名找对应值进行赋值,多余的键值对也当然不会去看了;另外一种是模型属性数量大于字典的键值对,这时候由于属性没有对应值会被赋值为nil,就会导致crash,我们只需加一个判断即可,JSON数据和sample如下:

JSON数据

第二种情况是模型的属性是另外一个模型对象

JSON数据

这时候我们就需要利用runtime的ivar_getTypeEncoding 方法获取模型对象类型,对该模型对象类型再进行字典转模型,也就是进行递归,需要注意的是我们要排除系统的对象类型,例如NSString,下面的方法中我添加了一个类方法方便递归。

打印可以看到各属性类型

第三种情况是模型的属性是一个数组,数组中是一个个模型对象,例如下面的数据我就可以通过books[0].name获取到C语言程序设计

JSON数据

我们既然能获取到属性类型,那就可以拦截到模型的那个数组属性,进而对数组中每个模型遍历并字典转模型,但是我们不知道数组中的模型都是什么类型,我们可以声明一个方法,该方法目的不是让其调用,而是让其实现并返回模型的类型。

这块语言可能解释不太清楚,可以参考我的demo,直接运行即可。

NSObject+JSONExtension.h

NSObject+JSONExtension.m

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