iOS Runtime应用总结

Runtime 用处蛮多的但是归结起来有如下几个：

1. 使用Runtime获得对象的属性，方法，协议等信息：

* 实现NSCoding的自动归档和解档
* 实现字典的模型和自动转换

这个大家可以阅读YYModel,MJExtension这些开源库，从中学习这部分的用法。

下面给出简化版的代码来方便大家理解Runtime在这方面的应用：

实现NSCoding的自动归档和解档

这个比较简单，就是通过class_copyIvarList获取到类到各个实例变量，然后通过KVC方式获取或者设置当前的属性，这里需要注意的是YYModel中针对某些不支持KVC的类型通过向属性的setter/getter发送消息的方式来替换KVC.目前几乎所有的Objective-C对象都能使用KVC，但是一些纯Swift类和结构体是不支持KVC的。或许YYModel出于这方面考虑使用了通过发送消息的方式来取值和设值。

#ifndef CommonHeader_h
#define CommonHeader_h

#define INIT_WITH_CODER                                                 \
- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)coder {                        \
    if(self = [super init]) {                                           \
        unsigned int outCount = 0;                                      \
        Ivar *varList = class_copyIvarList([self class], &outCount);    \
        for (unsigned int index = 0; index < outCount; index++) {       \
            const char *var = ivar_getName(varList[index]);             \
            if(!var || !strlen(var)) continue;                          \
            NSString *varName = [NSString stringWithUTF8String:var];    \
            id value = [coder decodeObjectForKey:varName];              \
            if(value) {                                                 \
                [self setValue:value forKey:varName];                   \
            }                                                           \
        }                                                               \
        free(varList);                                                  \
    }                                                                   \
    return self;                                                        \
}                                                                       \

#define ENCODE_WITH_CODER                                               \
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)coder {                              \
    unsigned int outCount = 0;                                          \
    Ivar *varList = class_copyIvarList([self class], &outCount);        \
    for (unsigned int index = 0; index < outCount; index++) {           \
        const char *var = ivar_getName(varList[index]);                 \
        if(!var || !strlen(var)) continue;                              \
        NSString *varName = [NSString stringWithUTF8String:var];        \
        id value = [self valueForKey:varName];                          \
        [coder encodeObject:value forKey:varName];                      \
    }                                                                   \
    free(varList);                                                      \
}                                                                       \

#endif /* CommonHeader_h */

#import <Foundation/Foundation.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface IDLTopic : NSObject<NSCoding>

@property(nonatomic, strong) NSString *topicName;

@property(nonatomic, assign) NSInteger topicRankStar;

@end

@interface IDLUser : NSObject<NSCoding>

@property(nonatomic, strong) NSString *userName;

@property(nonatomic, assign) NSInteger userAge;

@property(nonatomic, strong) NSString *localAddress;

@property(nonatomic, strong) NSString *country;

@property(nonatomic, strong) NSArray<IDLTopic *> *topics;

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

#import "IDLUser.h"
#import <objc/runtime.h>
#import "CommonHeader.h"

@implementation IDLTopic

INIT_WITH_CODER

ENCODE_WITH_CODER

@end

@implementation IDLUser

+ (NSDictionary *)arrayElementModelTypeMap {
    return @{@"topics":[IDLTopic class]};
}

INIT_WITH_CODER

ENCODE_WITH_CODER

@end

字典转模型：
这部分的思路就是通过class_copyIvarList获取Model的各个属性，然后去掉属性名字下的下划线，作为查询字典的key。取出值通过KVC设置到model，
这里有两个比较关键的问题，当model属性为字典或者自定义类型的时候需要怎么处理，当model属性为数组的时候怎么处理。大家看下面代码:

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface IDLTopic : NSObject

@property(nonatomic, strong) NSString *topicName;

@property(nonatomic, assign) NSInteger topicRankStar;

@end

@interface IDLUser : NSObject

@property(nonatomic, strong) NSString *userName;

@property(nonatomic, assign) NSInteger userAge;

@property(nonatomic, strong) NSString *localAddress;

@property(nonatomic, strong) NSString *country;

@property(nonatomic, strong) NSArray<IDLTopic *> *topics;

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

#import "IDLUser.h"

@implementation IDLTopic

@end

@implementation IDLUser

+ (NSDictionary *)arrayElementModelTypeMap {
    return @{@"topics":[IDLTopic class]};
}

@end

+ (instancetype)idl_modelWithDic:(NSDictionary *)dictionary {

    if(!dictionary || ![dictionary count]) return nil;

    id objc = [[self alloc] init];

    unsigned int outCount = 0;
    //没有参数的情况
    Ivar *varList = class_copyIvarList([self class], &outCount);
    if(!outCount) {
        free(varList);
        return objc;
    }

    for (unsigned int index = 0; index < outCount; index++) {

        //获取到属性名称
        NSString *varName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(varList[index])];
        if(!varName || ![varName length]) continue;
        //去掉下划线_
        varName = [varName substringFromIndex:1];
        //去掉@ 和 “ 之后的实例变量类型 获取到的时候类型为@"NSString"这种
        NSString *varType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(varList[index])];
        varType = [varType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\"" withString:@""];
        varType = [varType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@" withString:@""];

        //取得变量值
        id varValue = dictionary[varName];

        //自定义类型处理
        if([varValue isKindOfClass:[NSDictionary class]] || ![varType hasPrefix:@"NS"]) {
            //拿到自定义类型 递归生成 自定义的类型属性
            Class modelClass = NSClassFromString(varType);
            if(modelClass) {
                varValue = [modelClass idl_modelWithDic:varValue];
            }
        }

        //实例变量为数组类型
        if([varValue isKindOfClass:[NSArray class]] || [varValue isKindOfClass:[NSMutableArray class]]) {
            //获取映射的模型类型
            if([self respondsToSelector:@selector(arrayElementModelTypeMap)]) {
                //拿到元素类型
                NSDictionary *arrayElementModelTypeMap = [self performSelector:@selector(arrayElementModelTypeMap)];
                Class elementModelType = arrayElementModelTypeMap[varName];

                NSMutableArray *array = [NSMutableArray new];
                for (NSDictionary *dict in varValue/*这个为字典数组*/) {
                    id elementValue = [elementModelType idl_modelWithDic:dict];
                    [array addObject:elementValue];
                }
                varValue = array;
            }
        }

        //赋值
        if(varValue) {
            [objc setValue:varValue forKey:varName];
        }
    }
    free(varList);
    return objc;
}

2. 通过Runtime动态创建一个类，给类增加方法，协议，属性等信息，调用私有方法：

在方法决议阶段给类添加方法

void speak() {
    NSLog(@"Hello World!");
}

@implementation IDLUser

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    if([NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"speak"]) {
        class_addMethod([self class], @selector(speak), (IMP)speak, "v@:");
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

@end

[user performSelector:@selector(speak)];

调用私有方法

UIView *maskView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 200, 200)];
maskView.backgroundColor = [UIColor redColor];
SEL selector = NSSelectorFromString(@"setMaskView:");
[self.view performSelector:selector withObject:maskView];

3. 使用Method Swizzling交换方法实现

Method Swizzling的主要用于改变已经存在的selector 的实现，我们知道每个方法都和一个selector以及IMP相对应。但是iOS的Runtime 提供了一种改变这种对应关系的方法，它就是Method Swizzling，直接上代码,这个例子来自 nshipster Method Swizzling.

Method Swizzling 大体都一个模子：

@implementation IDLViewController (IDLMethodSwizzling)

+ (void)load {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{

        SEL originalSEL = @selector(viewWillAppear:);
        SEL swizzlingSEL = @selector(idl_viewWillAppear:);

        Class class = [self class];
        Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSEL);
        Method swizzlingMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzlingSEL);

        // 如果要交换类方法可以使用下面代码替换上面的
        // Class class = object_getClass((id)self);
        // Method originalMethod = class_getClassMethod(class, originalSelector);
        // Method swizzledMethod = class_getClassMethod(class, swizzledSelector);

        BOOL didAddedSuccess = class_addMethod(class, originalSEL,
                                                method_getImplementation(swizzlingMethod),
                                                method_getTypeEncoding(swizzlingMethod));
        if(didAddedSuccess) {
            class_replaceMethod(class, swizzlingSEL,
                                method_getImplementation(originalMethod),
                                method_getTypeEncoding(originalMethod));
        } else {
            method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzlingMethod);
        }
    });
}

- (void)idl_viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [self idl_viewWillAppear:animated];
    NSLog(@"========>");
}

之所以放在load方法，主要有两点原因：

load方法的时机在镜像加载的时候，这时候可以保证在任何逻辑开始之前就交换好了。
load方法可以避免分类中的Method Swizzling 覆盖主类的Method Swizzling。

这里在最开始的时候会先试探得添加originalSEL对应的方法，如果我们类中还没有实现这个方法那么就会通过class_addMethod进行添加，这时候didAddedSuccess返回YES, 由于已经添加了originalSEL 指向swizzlingMethod的IMP,接下来就是通过class_replaceMethod，将swizzlingSEL指向originalMethod的IMP，从而完成方法的交换。
如果类中实现了originalSEL，那么didAddedSuccess返回NO。由于swizzlingSEL和swizzlingMethod的IMP也已经存在了，所以只要交换下这两个SEL的实现就可以了。

- (void)idl_viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [self idl_viewWillAppear:animated];
    NSLog(@"========>");
}

看到上面代码，大家估计会觉得不对吧，实际上是这样的，经过Method Swizzling，一旦系统向UIViewController 发送 viewWillAppear:消息，就会执行****- (void)idl_viewWillAppear:(BOOL)animated****的IMP。也就是：

{
    [self idl_viewWillAppear:animated];
    NSLog(@"========>");
}

执行到****[self idl_viewWillAppear:animated]**** 就会执行原来的viewWillAppear: IMP实现。所以这个是没有问题的。

上面只是一个简单的例子，如果大家对Method Swizzling感兴趣，可以在GitHub上搜索 Method Swizzling。其中jrswizzle,RSSwizzle大家可以了解下。实际项目中没有用过。有机会看下源码的实现再给大家分析下整个实现。无非就是兼容性好一点，但是实际项目中上面应该够用了。

4. 使用消息转发机制实现多继承，热修复，消息分发器，路由：

这部分大家可以看JSPatch,ASpect 这两个开源库。多继承见下一篇博客

5. 使用关联对象给Catogry添加属性

- (NSString *)catogiesName {
    return objc_getAssociatedObject(self, _cmd);
}

- (void)setCatogiesName:(NSString *)catogiesName {
    objc_setAssociatedObject(self, @selector(catogiesName), catogiesName, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

关于Runtime的API最主要的都集中在****<objc/runtime.h>,<objc/message.h>****这两个文件中大家可以在使用的时候进行查看。

如果大家想要更进一步学习Runtime 可以在Github搜索 Runtime