iOS Runtime

Runtime背景

OC是基于C的一门面向对象的语言，C语言是一门面向过程的语言，面向对象的实现是通过C语言的一套API，runtime运行时实现的。runtime的核心是消息传递。

对象的结构

想要了解消息传递机制，需要先了解OC对象的结构。

OC对象的分类

• instance(实例对象）

主要存储成员变量的具体值

• class(类对象)

存储类的协议、属性、成员变量、实例方法

• meta_class(元类对象)

主要存储类方法

OC对象的结构

• 类对象的数据结构

  
  struct objc_class的结构.png

• 实例对象、类对象、元类对象之间的关系

  
  OC对象结构.png
  

  在64bit之后，isa指针需要进行一次位运算才能计算出真实的地址。

isa、superclass总结

isa superClass.png

通过上图我们可以看出整个体系构成了一个自闭环。struct objc_object结构体实例它的isa指针指向类对象，类对象的isa指针指向了元类。super_class指针指向了父类的类对象。元类的super_class指针指向了父类的元类，那元类的isa指针又指向了自己。

instance调用对象方法的轨迹
isa找到class，方法不存在，就通过superclass找父类

class调用类方法的轨迹
isa找meta-class，方法不存在，就通过superclass找父类

Runtime消息传递

方法调用三个阶段
1、 消息发送：负责从类及父类的缓存列表及方法列表查找方法。
2、 动态解析：如果消息发送阶段没有找到方法，则会进入动态解析阶段，负责动态的添加方法实现。
3、 消息转发：如果也没有实现动态解析方法，则会进行消息转发阶段，将消息转发给可以处理消息的接受者来处理。

消息发送

消息发送.png

动态解析

动态解析.png

消息转发

消息转发.png

Runtime应用

• 利用关联对象（AssociatedObject）给分类添加属性
• 遍历类的所有成员变量（修改textfield的占位文字颜色、字典转模型、自动归档解档）
• 交换方法实现（交换系统的方法）
• 利用消息转发机制解决方法找不到的异常问题