聊聊Runtime 定义
* author：conowen@大钟
* E-mail：conowen@hotmail.com
一、Runtime简介
首先说说编程语言里面的Run time（运行时）对应的有Compile time（编译时），简单来说，rumtime（运行时）就是把代码装载到内存里面，由CPU运行的时候，这过程同时包括链接各种库，Compile time（编译时），顾名思义就是正在编译的时候.编译器帮你把代码翻译成“机器语言”。一般来说这种“机器语言”是一种中间状态语言，如Java语言中，编译器会把Java源代码翻译为JVM字节码，而Objc语言里面，编译器会把Objc源代码翻译为runtime代码。而这些runtime代码将会被runtime系统执行。Objc 的Runtime其实是一个Runtime库，它是用C和汇编写成的，这个库使得C语言有了面向对象的特性。
以下代码将会展示编译时与运行时的区别。
NSArray *arr0 = @[@"a",@"b"];
NSLog(@"str =%@",[arr0 objectAtIndex:2]);//crash
NSArray *arr1 = [[NSString alloc] initWithString:@"test"];
NSLog(@"count =%lu",arr1.count);//crash
上述Objc代码在编译的时候并没有error，但是运行的时候就会crash。Objc在编译的时候并不会去真正地调用这个方法，只要你声明了这个方法，Objc在运行的时候，才会根据这个方法名，找到对应的方法，然后真正地执行。但是对于C语言，在编译的时候，若是你调用此方法，而这个方法并没有实现，那么在编译的时候就会出现error。Objc这个特性让Objc语言具有动态性，也被称为动态语言。
简单来说，动态语言就是在运行时才会执行静态语言的编译、链接工作，而这些工作，静态语言在编译时就已经完成了。那Objc为嘛要采用这种方式呢？这是因为Objc是由Smalltalk语言演化而来，（Smalltalk语言是消息性语言的始祖，例如a + b这个代码，是“对象a”发送“+”消息，参数是“对象b”）。虽然平常写消息型语言(例如Objc)代码看起来是调用哪个方法，实际编译的时候编译器会把这些“方法”转化为runtime系统通用的“发送消息”方法。
例如NSString的初始化操作：
NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"%@",@"conowen"];
实际就是向消息接收者NSString发送了stringWithFormat消息，而消息接收者NSString接收到消息消息的时候，才会查找这个消息对应的方法。这一步实在运行时才执行，编译的时候，编译器并不关心消息接收者NSString是什么类型的对象，或者这个消息对应的方法是否能找得到。
详细过程可以看以下代码，新建一个Objc文件，写入以下代码
#import
int main (int argc, const char * argv[])
{
@autoreleasepool
{
NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"%@",@"conowen"];
NSLog(@"length = %lu",[str length]);
}
return 0;
}
在终端输入编译命令：clang -rewrite-objc Test.m
编译成功之后就会在同目录下生成一个同名的cpp文件，这就是runtime代码。打开cpp文件，在最后cpp的末尾可以发现以下runtime代码，就是我们初始化NSString，然后用NSLog方法打印的实现方式。
int main (int argc, const char * argv[])
{
/* @autoreleasepool */
{ __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
NSString *str = ((NSString *(*)(id, SEL, NSString *, ...))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("NSString"), sel_registerName("stringWithFormat:"), (NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_9t__l4hvdvx6q7cmddt7cdf8xw00000gn_T_Test_084efb_mi_0, (NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_9t__l4hvdvx6q7cmddt7cdf8xw00000gn_T_Test_084efb_mi_1);
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_9t__l4hvdvx6q7cmddt7cdf8xw00000gn_T_Test_084efb_mi_2,((NSUInteger (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)str, sel_registerName("length")));
}
return 0;
}
可以发现关键的
objc_msgSend
关于这个是啥东西，下一篇博文再详细解说。因为Objc代码最终都会转成这种Runtime代码，那么我们可以简单地把这部分的Runtime代码直接用起来。
新建一个空白工程，写入如下代码
头文件记得导入如下俩文件
#import
#import
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
NSString *str0 = [NSString stringWithFormat:@"%@",@"conowen"];
NSLog(@"length = %lu",[str0 length]);
NSString *str = ((NSString *(*)(id, SEL, NSString *, ...))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("NSString"), sel_registerName("stringWithFormat:"),@"%@", @"conowen");
NSLog(@"length = %lu",((NSUInteger (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)str, sel_registerName("length")));
}
最终 console打印出来的结果如下
2016-05-20 15:00:39.495 Runtime[3066:1128470] length = 7
2016-05-20 15:00:39.496 Runtime[3066:1128470] length = 7
效果是一样的。
二、runtime能干嘛
说了这么多，那Objc的runtime到底能干嘛？看到这里，你应该对runtime有个大概的了解，Objc代码编译后皆转成runtime系统所能认识的编码。也就是说，我可以直接编写runtime代码来实现Objc代码所实现的功能，这样看起来更cool一点，然而并不止是为了cool才去写runtime代码。因为runtime更加底层，我们可以动态地去修改、拦截或者替换系统的一些方法，因为这些都会转成runtime代码。我们在Objc层改不了的话，那就直接在runtime改咯。具体的应用如json转model的第三方库，Category的实现，JSpatch库的实现等等。
