iOS runtime的应用实例

一直想弄明白runtime是怎么回事，因为面试的时候这是一道必备问题，但是平时用的机会真的少之又少，我一度以为runtime只是用来装13的利器，没什么卵用。但是随着学习的增多，发现runtime真的很有用，但也没那么神秘。我相信看了我这篇博客，您对runtime肯定会有自己的理解。
  先说说OC与C的对比：
1.OC是对OC的面向对象的封装，OC中的对象只是C中指向结构体的指针。
2.OC的方法，本质上就是C语言中的函数，OC中的任意一个方法，在runtime中都会有一个与之对应的函数。eg:[objc sendMessage:@"I am back"]; -> objc_msg(self,@selector(sendMessage),"I am back");所以说在OC中对象调用方法，到运行的时候，都会变成向对象发送消息，这就是runtime中最著名的消息机制。
3.既然本质都是函数，那是不是和C语言的函数没有区别呢？绝对不是。
（1）C语言只能调用实现过的函数，只声明了是不行的，编译是不能通过的。
（2）OC无所谓，只要声明了就能调用，即时你没声明都能调用，编译阶段都不会报错，只会报警告。

- (id)performSelector:(SEL)aSelector;

这样据说是保证了编程的灵活性，反正大家都这么说，但是我觉得这就是不够严谨，因为真要是需要这个方法执行了，程序就得崩溃，在编译的时候就能解决的问题，为什么要等到程序崩溃再修改代码呢，有点浪费时间啊。
  下面列举了几个runtime的应用实例，先用起来，用的多了，自然就理解了。

1.runtime的常用方法

  runtime可以动态获取一个对象的成员变量、属性、方法、遵守的协议。

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "ProtocolTest1.h"
#import "ProtocolTest2.h"

@interface Person : NSObject <ProtocolTest1,ProtocolTest2>

@property (nonatomic, strong) NSString *name;
@property (nonatomic, strong) NSString *age;

- (NSString *)getName;
- (NSString *)getAge;

+ (void)classMethodTest;
@end

#import "Person.h"

@implementation Person

- (NSString *)getName {
    
    return @"I am Tomcat";
}
- (NSString *)getAge {
    
    return @"I will be 18 years old forever";
}

+ (void)classMethodTest {
    
    NSLog(@"This is a class method");
}
- (NSString *)description {
    
    return [NSString stringWithFormat:@"name=%@,age=%@",_name,_age];
}

@end

  先看看我们的小白鼠Person类，我们就拿他做实验，动态获取他的成员变量、属性、方法、遵守的协议。

#import "FirstViewController.h"
#import <objc/runtime.h>
#import "Person.h"

@interface FirstViewController ()
@end

@implementation FirstViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    Person *tomcat = [Person new];
    unsigned int count;
    NSLog(@"
1.获得属性列表");
    //  1.get describes of all properties (获得属性列表)
    objc_property_t *propertyList = class_copyPropertyList([tomcat class], &count);
    for (unsigned int i = 0; i < count; i++) {
        
        const char *propertyName = property_getName(propertyList[i]);
        printf("property = %s
",propertyName);
    }
    
    // 2.get describes of all methods (获得方法列表)
    NSLog(@"

2.获得方法列表");
    Method *methodList = class_copyMethodList([tomcat class], &count);
    for (unsigned int i = 0; i < count; i++) {
        
        SEL methodName = method_getName(methodList[i]);
        NSLog(@"methodName = %@",NSStringFromSelector(methodName));
    }
    
    // 3.get describes of all variables (获得成员变量列表)
    NSLog(@"

3.获得成员变量列表");
    Ivar *ivarList = class_copyIvarList([tomcat class], &count);
    for (unsigned int i = 0; i < count; i++) {
        
        const char *ivarNmae = ivar_getName(ivarList[i]);
        printf("ivarNmae = %s
",ivarNmae);
        // 动态变量控制
        object_setIvar(tomcat, ivarList[i], @"哈哈，你被我改了");
    }
    NSLog(@"动态变量控制: name = %@",tomcat.name);
    
    //4.get describes of all protocols adopted by a class (获得当前对象遵守的协议列表)
    NSLog(@"

4.获得协议列表");
    __unsafe_unretained Protocol **protocolList = class_copyProtocolList([tomcat class], &count);
    for (unsigned int i = 0; i < count; i++) {
        
        const char *protocolNmae = protocol_getName(protocolList[i]);
        printf("protocolNmae = %s
",protocolNmae);
    }

  注意：我们要使用runtime库，首先要 #import <objc/runtime.h>。

2.拦截并替换方法

  想要拦截和替换方法，首先要找到方法，根据什么找呢？方法名。

  //5. 通过方法名获得类方法
    Class personClass = object_getClass([Person class]);
    SEL classSel = @selector(classMethodTest);
    Method classMethod = class_getInstanceMethod(personClass, classSel);
    
    //6. 通过方法名获得实例方法
    SEL objSel1 = @selector(getName);
    Method objMethod1 = class_getInstanceMethod([tomcat class], objSel1);
    SEL objSe2 = @selector(getAge);
    Method objMethod2 = class_getInstanceMethod([tomcat class], objSe2);

  我们还可以交换这两个方法的实现

 //7. 交换两个方法的实现
    NSLog(@"

交换两个方法的实现");
    NSLog(@"交换之前 --- getName = %@,getAge = %@", [tomcat getName],[tomcat getAge]);
    method_exchangeImplementations(objMethod1, objMethod2);
    NSLog(@"交换之后 --- getName = %@,getAge = %@", [tomcat getName],[tomcat getAge]);

  拦截并替换方法，多用于给系统方法添加新的功能和修改第三方库。我们现在实现一个功能，就是给计算按钮的点击计数。

#import "UIButton+Count.h"
#import <objc/runtime.h>
#import "Tool.h"

@implementation UIButton (Count)

+ (void)load {
    
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        
        Class selfClass = [self class];
        // 1.原来的方法
        SEL oriSEL = @selector(sendAction:to:forEvent:);
        Method oriMethod = class_getInstanceMethod(selfClass, oriSEL);
        // 2.现在的方法
        SEL cusSel = @selector(mySendAction:to:forEvent:);
        Method cusMethod = class_getInstanceMethod(selfClass, cusSel);
        // 3.给原来的方法添加实现，防止原来的方法没有实现，只有声明崩溃
        BOOL addSuc = class_addMethod(selfClass, oriSEL, method_getImplementation(cusMethod), method_getTypeEncoding(cusMethod));
        if (addSuc) {
            // 添加成功，用现在的方法的实现替换原来方法的实现
            class_replaceMethod(selfClass, cusSel, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));
        }else {
            // 没添加成功，证明原来的方法有实现，直接交换两个方法
            method_exchangeImplementations(oriMethod, cusMethod);
        }
    });
}
// 现在的方法
- (void)mySendAction:(SEL)action to:(id)target forEvent:(UIEvent *)event {
    
    [[Tool shareInstance] countClicks];
    [super sendAction:action to:target forEvent:event];
}
@end

Tool.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Tool : NSObject

@property (nonatomic, assign) NSInteger count;

+ (instancetype)shareInstance;
- (void)countClicks;
@end

Tool.m

#import "Tool.m"

@implementation Tool

static id _instance;
+ (instancetype)shareInstance {
    
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        
        _instance = [[Tool alloc] init];
    });
    
    return _instance;
}

- (void)countClicks {
    
    _count += 1;
    NSLog(@"您点击了%ld次",_count);
}
@end

3.实现NSCoding自动归档解档

  NSCoding用于存储模型对象，必须实现代理NSCoding。

#import "Student.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation Student

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
    
    // 如果不用runtime
//    [aCoder encodeObject:self.name forKey: @"name"];
//    [aCoder encodeObject:self.stuID forKey: @"stuID"];
//    [aCoder encodeObject:self.score forKey: @"score"];
//    [aCoder encodeObject:self.name forKey: @"myFriend"];
    
    unsigned int count = 0;
    // 获取变量列表
    Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count);
    
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        // 获取变量名
        const char *name = ivar_getName(ivars[i]);
        NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
        id value = [self valueForKey:key];
        // 用变量名归档变量
        [aCoder encodeObject:value forKey:key];
    }
    free(ivars);
    
}
- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
    
    if (self = [super init]) {
        // 如果不用runtime
        //    self.name = [aDecoder decodeObjectForKey:@"name"];
        //    self.stuID = [aDecoder decodeObjectForKey:@"stuID"];
        //    self.score = [aDecoder decodeObjectForKey:@"score"];
        //    self.myFriend = [aDecoder decodeObjectForKey:@"myFriend"];
        
        unsigned int count = 0;
        // 获取变量列表
        Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count);
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            // 获取变量名
            const char *name = ivar_getName(ivars[i]);
            NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
            // 用变量名解档变量
            id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key];
            [self setValue:value forKey:key];
        }
        free(ivars);
    }
    
    return self;
}

- (NSString *)description {
    
    return [NSString stringWithFormat:@"name=%@
stuID=%@
score=%@
myFriend:%@",_name,_stuID,_score,_myFriend];
}
@end

  如果模型属性少无所谓，如果多的话，最好用runtime。有100个属性，你不可能写100次解档归档啊。

4.实现字典转模型的自动转换

  其实这个用系统方法就很好了，这次我用runtime实现一下，估计系统方法也是这个逻辑。

#import "NSObject+Model.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation NSObject (Model)

+ (instancetype)allocWithDic: (NSDictionary *)dic {
  
    id objc = [[self alloc] init];
    unsigned int count = 0;
    Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
    
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        Ivar ivar = ivarList[i];
        NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
        NSString *ivarType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
        NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
        id value = dic[key];
        NSLog(@"type = %@",ivarType);
        
        // 把模型转化的字典再转换成模型
        // 先判断value类型，value类型是自字典，但是ivarType又不是NSDictionary，说明value实际上是一个模型转化的字典
        if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![ivarType containsString:@"NS"]) {
            // @"Person" -> "Person"
            ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@" withString:@""];
            // "Person" -> Person
            ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@""" withString:@""];
            // 生成模型
            Class modelClass = NSClassFromString(ivarType);
            if (modelClass) {
                // 给模型里的属性赋值
                value = [modelClass allocWithDic:value];
            }
        }
        
        if (value) {
            [objc setValue:value forKey:key];
        }else {
            NSLog(@"没找到value");
        }
    }
    
    return objc;
}

@end

  rumtime库是一个非常强大的，我列举的这几个用法是比较常用和基础的。例外runtime是开源的，不过看起来应该很难，基本上是用c语言和汇编写的，现在懂汇编的应该很少。本文完整案例已经上传到Github，欢迎下载。