Objective-C runtime(二)

Ivar

Ivar 是一种代表类中实例变量的类型。

typedef struct ivar_t *Ivar;

而 ivar_t在上面的成员变量列表中也提到过：

struct ivar_t {
    int32_t *offset;
    const char *name;
    const char *type;
    // alignment is sometimes -1; use alignment() instead
    uint32_t alignment_raw;
    uint32_t size;

    uint32_t alignment() const {
        if (alignment_raw == ~(uint32_t)0) return 1U << WORD_SHIFT;
        return 1 << alignment_raw;
    }
};

可以根据实例查找其在类中的名字，也就是“反射”：

-(NSString *)nameWithInstance:(id)instance {
    unsigned int numIvars = 0;
    NSString *key=nil;
    Ivar * ivars = class_copyIvarList([self class], &numIvars);
    for(int i = 0; i < numIvars; i++) {
        Ivar thisIvar = ivars[i];
        const char *type = ivar_getTypeEncoding(thisIvar);
        NSString *stringType =  [NSString stringWithCString:type encoding:NSUTF8StringEncoding];
        if (![stringType hasPrefix:@"@"]) {
            continue;
        }
        if ((object_getIvar(self, thisIvar) == instance)) {//此处若 crash 不要慌！
            key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(thisIvar)];
            break;
        }
    }
    free(ivars);
    return key;
}

class_copyIvarList函数获取的不仅有实例变量，还有属性。但会在原本的属性名前加上一个下划线。

objc_property_t

@property标记了类中的属性，这个不必多说大家都很熟悉，它是一个指向objc_property结构体的指针：

typedef struct property_t *objc_property_t;

可以通过 class_copyPropertyList 和 protocol_copyPropertyList 方法来获取类和协议中的属性：

objc_property_t *class_copyPropertyList(Class cls, unsigned int *outCount)
objc_property_t *protocol_copyPropertyList(Protocol *proto, unsigned int *outCount)

返回类型为指向指针的指针，哈哈，因为属性列表是个数组，每个元素内容都是一个 objc_property_t 指针，而这两个函数返回的值是指向这个数组的指针。

举个栗子，先声明一个类：

@interface Lender : NSObject {
    float alone;
}
@property float alone;
@end

你可以用下面的代码获取属性列表：

id LenderClass = objc_getClass("Lender");
unsigned int outCount;
objc_property_t *properties = class_copyPropertyList(LenderClass, &outCount);

你可以用 property_getName函数来查找属性名称：

const char *property_getName(objc_property_t property)

你可以用class_getProperty 和 protocol_getProperty通过给出的名称来在类和协议中获取属性的引用：

objc_property_t class_getProperty(Class cls, const char *name)
objc_property_t protocol_getProperty(Protocol *proto, const char *name, BOOL isRequiredProperty, BOOL isInstanceProperty)

你可以用property_getAttributes函数来发掘属性的名称和@encode类型字符串：

const char *property_getAttributes(objc_property_t property)

把上面的代码放一起，你就能从一个类中获取它的属性啦：

id LenderClass = objc_getClass("Lender");
unsigned int outCount, i;
objc_property_t *properties = class_copyPropertyList(LenderClass, &outCount);
for (i = 0; i < outCount; i++) {
    objc_property_t property = properties[i];
    fprintf(stdout, "%s %s\n", property_getName(property), property_getAttributes(property));
}

对比下class_copyIvarList 函数，使用 class_copyPropertyList 函数只能获取类的属性，而不包含成员变量。但此时获取的属性名是不带下划线的。

protocol_t

虽然 Objective-C的 Category 和 protocol 拓展能力有限，但也得为了将就 Swift 的感受，充个胖子。
flags 32 位指针最后两位是给加载 Mach-O 的 fix-up 阶段使用的，前 16 位预留给 Swift 用的。
protocol 主要内容其实是（可选）方法，其次就是继承其他 protocol。Swift 还支持 protocol 多继承，所以需要 protocols 数组来做兼容。

struct protocol_t : objc_object {
    const char *mangledName;
    struct protocol_list_t *protocols;
    method_list_t *instanceMethods;
    method_list_t *classMethods;
    method_list_t *optionalInstanceMethods;
    method_list_t *optionalClassMethods;
    property_list_t *instanceProperties;
    uint32_t size;   // sizeof(protocol_t)
    uint32_t flags;
    // Fields below this point are not always present on disk.
    const char **_extendedMethodTypes;
    const char *_demangledName;
    property_list_t *_classProperties;
    ... 省略一些封装的便捷 get 方法
}

IMP

IMP在objc.h中的定义是：

typedef void (*IMP)(void /* id, SEL, ... */ );

它就是一个函数指针，这是由编译器生成的。当你发起一个 ObjC 消息之后，最终它会执行的那段代码，就是由这个函数指针指定的。而 IMP这个函数指针就指向了这个方法的实现。既然得到了执行某个实例某个方法的入口，我们就可以绕开消息传递阶段，直接执行方法，这在后面会提到。

你会发现 IMP 指向的方法与 objc_msgSend 函数类型相同，参数都包含 id 和 SEL 类型。每个方法名都对应一个 SEL 类型的方法选择器，而每个实例对象中的 SEL 对应的方法实现肯定是唯一的，通过一组 id 和 SEL 参数就能确定唯一的方法实现地址；反之亦然。