Objective-C Runtime (一)
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讲述背景
平时在网络上和工作中，与各个工种的开发人员进行交流的时候，我发现过一个问题，很多人对面对对象的一些基础概念含糊不清，甚至一无所知。
具体到iOS开发界，常见的开发人员也只是在盲目的堆砌业务功能，而不去考虑这些代码在基础层面的含义。当然基础具体到哪一层次，我只能尽力。
我的观点是，人与人的讨论是需要有某些双方一致认同的基础的，否则，最后也难以得出一个一致认同的结果，自说自话毫无意义。
所以我觉得需要把很多概念弄清楚，不要混用。
讲解runtime所需的前置知识
Objective-C 是一门动态语言
动态语言是一类在运行时可以改变其结构的语言：例如新的函数、对象、甚至代码可以被引进，已有的函数可以被删除或是其他结构上的变化。C、C++等语言则不属于动态语言。Objective-C 的动态特性是由其Runtime环境来实现的
动态性的表现
C++里类别与方法的关系严格清楚，一个方法必定属于一个类别，而且在编译时（compile time）就已经紧密绑定，不可能调用一个不存在类别里的方法。
在Objective-C，类别与消息的关系比较松散，调用方法视为对对象发送消息，所有方法都被视为对消息的回应。
所有消息处理直到运行时（runtime）才会动态决定，并交由类别自行决定如何处理收到的消息。
也就是说，一个类别不保证一定会回应收到的消息，如果类别收到了一个无法处理的消息，程序只会抛出异常，不会出错或崩溃。
对runtime 前置说明
- Runtime的版本有很多
- 早期的runtime版本不能原生地支持对某个类新增变量
- Mac OS X 10.6 之后的Runtime被称为
modern runtime -
modern runtime实现了原生支持动态增加属性，使用到了称之为Associated References的技术，本文讲述的是modern runtime的相关知识
前面的两篇文章讲到了Objective-C类的结构，现在将对结构展开讲述其内部，会首先讲到平时开发中常用的实例、类的常用方法，然后再深入到runtime层面去理解这些方法。
所以，接下来会讲 Objective-C基本代码的常见表达，然后再去深入到runtime层面去理解你平时常写的这些代码。
当然常用的代码的讨论需要建立一些基础的概念，后面会一一提到。
实例变量和属性的关系
实例变量
instance variables,也就是常见的ivars，是对类创建的时候用以描述其实例的组成中的数据的封装。是面对对象的基础概念之一。
-
每一个类某一个实例变量是唯一的，不能重复
-
实例变量只有类和其子类的实例可以访问
-
属性和实力变量并没有唯一确定的关系，属性算是一种访问类的内部信息的一个接口
属性可以关联到实例变量，用来访问类内部的实例变量 -
默认情况下，编译器会为你定义的每一个属性自动生成一个实例变量和配套的setter、getter方法。
实例变量的细节
前面的两篇文章已经讲述过，Objective-C的对象，类，类对象，元类都是由结构体实现的
拿C语言进行举例，前面提到过C语言结构体成员的两种访问方式，其实还有另外一种方式，就是得到结构体变量在内存中的首地址，根据每个成员的长度根据偏移量来访问其任何一个成员变量。
事实上这种方式对C语言系的编程语言都是通用的。
但是Objective-C 融和 runtime 使用一些巧妙的办法，使得程序再运行期间去确定偏移量，这就是动态性的表现之一。
再看一看 OC2.0以前 的实例变量的写法
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface MTTStudent : NSObject {
@public
NSString *_name;
NSUInteger _age;
CGFloat _height;
}
@end
采用这种方式使得MTTStudent的某个实例的内存布局在编译时期就已经固定了，碰到要访问_name变量的代码，编译器就会把访问代码转换会偏移量，表示该变量距离MTTStudent的实例的存储地址有多远，通过操作指针中地址来访问这块存储了_name的内存。
这个偏移量是一个硬编码，编译时候用某种长度的整数记录下来。
可是，如果你要插入了一个新的实例变量
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface MTTStudent : NSObject {
@public
NSDate *_birthDay;//新增一个实例变量
NSString *_name;
NSUInteger _age;
CGFloat _height;
}
@end
新增并插入的的实例变量_birthDay，如以上代码所示，这个如果继续是访问_name的时候使用原来的偏移量将得到错误的地址，重新编译才能获得新的内存布局，使用心得偏移量
Objective-C的做法是，把实例变量当作 一种存储偏移量的“特殊变量”，由类对象来保存，可以调用runtime的借口获取到具体的偏移量。简单来讲就是在运行时分配内存确定偏移量，并且这个偏移量和实例变量绑定起来，后面讲runtime的接口会看到。
偏移量会在运行期查找，如果类的定义变了，那么存储的偏移量也会变，能保证无论何时访问实例变量，都能使用正确的偏移量。
属性的细节
你需要时刻记住面对对象的特性之一：封装，实例变量是对数据的封装，属性是对实例变量的封装，每一层的封装都隐藏了一些融合的细节在其下一层。
属性最终是采用实例变量来实现的，可以把属性理解为一种简称：编译器会自动写出一套存取方法用以访问类中的实例变量。
-
在类的实现代码中使用
@synthesize关键字来指定实例变量的名字 -
在类的实现代码中使用@dynamic关键字来告诉编译器不要自动生成setter和getter方法，有时候你想使用懒加载 改写属性的setter和getter方法是IDE会提示你有错误，只能重写两者之一，可以同过@dynamic关键字来解决这一问题
属性的特质
所谓属性的特质，是指对属性设置某些修饰，这样编译器在自动实例变量和其存取方法时会考虑这些修饰来生成
属性的特质分为四类：原子性、读写控制、内存管理、方法名
以下的例子是一个具备四类修饰的属性的声明
@property (nonatomic,readwrite,strong,setter=setName:)NSString * name;
-
原子性,缺省为
atomic,iOS平台上的代码一般都要指定nonatomic来提升性能 -
读写权限,缺省为
readwrite,编译器会自动生成读写方法，指定readonly时要配合@synthesize编译器才会生成getter方法。 -
内存管理语义，有五种
assign、strong、weak、unsafe_unretained、copy -
方法名字，getter=
<name>,setter=<name>
关于内存管理语义的细节后面会专门开文章写一写，这些修饰关系到指针的操作，使用不当会导致很多莫名其妙的bug
参考：
- 《Effective Objective-C 2.0 编写高质量iOS与OS X代码的52个有效方法》
- 维基百科
题图来自pixabay.com
