Runtime介绍---术语介绍

1. 什么是Runtime

Runtime又叫运行时,是一套C语言的API。 我们平时编写的OC代码,底层都是基于它来实现的。Runtime是一门动态语言,它会将一些工作放在代码运行时才处理而并非在编译时处理。

2. Runtime相关名词介绍

SEL
是selector在Objc中的表示,selector是方法选择器。

id
id是一个参数类型,它是指向某个类的实例的指针。定义如下:

typedef struct objc_object *id;

我们在看看objc_object的定义

struct objc_object { Class isa; };

从以上定义,看一看到objc_object结构体包含一个isa指针,根据isa指针就可以找到对象所属的类。

注意:isa指针在代码运行时并不总指向实例对象所属的类型,所以不能依靠它来确定类型。要想确定类型还是需要用对象的-class方法。

Class

typedef struct objc_class *Class;

Class其实是指向objc_class结构体的指针,
Object_Class结构体的定义

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
    Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;

解释个每个参数的含义:
isa: 是一个结构体类型的指针,指向该对象的类,而类中也有个isa指针,指向meteClass(元类),在元类中保存了类方法的列表。在元类中也有个isa指针,它指向根元类。
super_class: 父类,如果该类已经是最顶层的根类,那么那为NULL。
** version: 类的版本信息, 默认为0。
info: 供运行期使用的一些位标识。
** instance_size
:该类的实例变量大小。
** ivars成员变量数组。
** methodLists
方法名
** cache**:为方法调用的性能进行优化。

或许你已经注意到了,objc_class中也有一个isa指针,这说明Objc类本身也是一个对象。为了处理类和对象的关系,Runtime库创建了一种叫做Meta Class(元类)的东西,类对象所属的类就叫做元类。我们所熟悉的类方法,就源自Meta Class,我们可以理解为类方法就是类对象的实例方法。所有的元类都指向一个根元类Root Meta Class。

Method
类中某个方法的类型

typedef struct objc_method *Method;
struct objc_method {
    SEL method_name                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
    char *method_types                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    IMP method_imp                                           OBJC2_UNAVAILABLE;
}

objc_method 存储了方法名,方法类型和方法实现:

  • 方法名类型为SEL
  • 方法类型method_types是个char指针,存储方法的参数类型和返回值类型。
  • method_imp指向了方法的实现,本质是一个函数指针。

IMP
IMP在objc.h中的定义是:

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

它是一个函数指针,这是由编译器生成的。当你发起一个Objc消息时,最终它会执行哪段代码,就是由这个函数指针指定的。函数实现由它定。

Cache
定义如下:

typedef struct objc_cache *Cache
struct objc_cache {
    unsigned int mask /* total = mask + 1 */                 OBJC2_UNAVAILABLE;
    unsigned int occupied                                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    Method buckets[1]                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
};

Cache为方法调用的性能做了些优化,当实例对象接收到一个消息时,它不会直接在isa指针指向的类的方法列表中遍历查找能够响应的方法,因为每次都要查找效率太低了,会优先在Cache中查找。Runtime系统会把被调用过的方法存到Cache中,如果一个方法被调用,下次查找的时候就会效率更高。

3. Runtime能干什么

OC是一门动态语言,动态意味着我们在方法调用的时候才去查找该方法并调用执行,所以我们可以在方法被调用时做一些事情。

3.1 发送消息

方法调用的本质,就是让对象发送消息。

3.2 交换方法

系统自带的方法功能不够用时,可以给系统方法进行功能扩展,并且保持原有的功能。

3.3 动态添加方法

如果一个类方法非常多,当加载到内存的时候会比较耗费资源,需要给每个方法生成映射表,可以使用动态给某个类添加方法解决。如经典面试题:有没有使用performSelctor,其实主要是想问你有没有动态添加过方法。

3.4 给分类添加属性

给一个分类声明属性,其实本质就是给这个类添加关联,并不是直接把这个值内存空间添加到内存。

3.5 字典与模型互转

实现字典和模型之间互相转换。

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