iOS中级理论知识复习(Runtime篇)

在简书看到大牛的知识点,发现很多知识点自己一知半解,能做项目但理论不够扎实,默默地去百度总结一下.放到这里和大家交流交流.

如有侵权,告知即删!


01.objc在向一个对象发送消息时,发生了什么?

objective-c 的 Runtime 铸就了它动态语言的特性,这些深层次的知识虽然平时写代码用的少一些,但是却是每个 Objc 程序员需要了解的。
Objc Runtime使得C具有了面向对象能力,在程序运行时创建,检查,修改类、对象和它们的方法。可以使用runtime的一系列方法实现。
附上OC中一个类的底层数据结构

struct objc_class {
    Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY; //isa指针指向Meta Class,因为Objc的类的本身也是一个Object,为了处理这个关系,r       untime就创造了Meta Class,当给类发送[NSObject alloc]这样消息时,实际上是把这个消息发给了Class Object

    #if !__OBJC2__
    Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE; // 父类
    const char *name OBJC2_UNAVAILABLE; // 类名
    long version OBJC2_UNAVAILABLE; // 类的版本信息,默认为0
    long info OBJC2_UNAVAILABLE; // 类信息,供运行期使用的一些位标识
    long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE; // 该类的实例变量大小
    struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE; // 该类的成员变量链表
    struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法定义的链表
    struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法缓存,对象接到一个消息会根据isa指针查找消息对象,这时会在method       Lists中遍历,如果cache了,常用的方法调用时就能够提高调用的效率。
    struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE; // 协议链表
    #endif

    } OBJC2_UNAVAILABLE;

OC中一个类的对象实例的[数据结构],就是定义了一个

typedef struct objc_class *Class;

    /// Represents an instance of a class.

    struct objc_object {

        Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

    };

    /// A pointer to an instance of a class.

    typedef struct objc_object *id;

向object发送消息时,Runtime库会根据object的isa指针找到这个实例object所属于的类,然后在类的方法列表以及父类方法列表寻找对应的方法运行。id是一个objc_object结构类型的指针,这个类型的对象能够转换成任何一种对象。

然后再来看看消息发送的函数:objc_msgSend函数
在引言中已经对objc_msgSend进行了一点介绍,看起来像是objc_msgSend返回了数据,其实objc_msgSend从不返回数据而是你的方法被调用后返回了数据。下面详细叙述下消息发送步骤:
1.检测这个 selector 是不是要忽略的。比如 Mac OS X 开发,有了垃圾回收就不理会 retain,release 这些函数了。
2.检测这个 target 是不是 nil 对象。ObjC 的特性是允许对一个 nil 对象执行任何一个方法不会 Crash,因为会被忽略掉。
3.如果上面两个都过了,那就开始查找这个类的 IMP,先从 cache 里面找,完了 找得到就跳到对应的函数去执行。
4.如果 cache 找不到就找一下方法分发表。
5.如果分发表找不到就到超类的分发表去找,一直找,直到找到NSObject类为止。
6.如果还找不到就要开始进入动态方法解析了,后面会提到。


02.什么时候会报unrecognized selector错误?iOS有哪些机制来避免走到这一步?

当调用对象的某个方法的时候, 如果在当前类中没有找到此方法, 那么就到当前类的父类中去寻找, 如果在父类中没有找到, 那么就去父类的父类中去寻找, 一直找到 NSObject 都没有这个方法, 就会报 Unrecognized selector 的异常.

但是在这之前, objc 的运行时会给出三次拯救程序崩溃的机会.

第一次: 动态添加一个新方法并执行的机会

[objc]

+ (bool)resolveInstanceMethod:(sel)sel{  
  
}  

当系统第一次找不到某个方法的时候, 会自动调用这个方法, 用来给程序添加一个新方法并执行的机会.
第二次: 当系统调用上一个方法后未能实现添加新的方法, 则系统会再来调用下面的这个方法, 这个方法是系统提供的一个将 SEL 转给其他对象的机会

[objc]

- (id)forwardingTargetForselector:(sel)aselctor{  
  
}  

第三次: 当 forwardingTargetForselector 返回的 nil 或者 self 时, 会进入到这个方法, 这个方法是拯救程序的最后一步.
这个方法用来返回一个方法签名, 在由后面的 forwardInvocation: 去执行

[objc]

- (NSMethodSigature *)methodSignatrueForseletor:(sel)aselector{  
  
}  

如果上面的方法不返回 nil, 则会来到这个方法里具体执行

[objc]

-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{  
  
  在这里会调用自己对象的其他方法, 也可以调用其他函数  
  甚至还可以调用多个不同对象的多个方法  
  
 }  

03.runtime如何实现weak变量的自动置nil?

要实现 weak 属性,首先要搞清楚 weak 属性的特点:

weak 此特质表明该属性定义了一种“非拥有关系” (nonowning relationship)。为这种属性设置新值时,设置方法既不保留新值,也不释放旧值。此特质同 assign 类似, 然而在属性所指的对象遭到摧毁时,属性值也会清空(nil out)。

那么 runtime 如何实现 weak 变量的自动置nil?

runtime 对注册的类, 会进行布局,对于 weak 对象会放入一个 hash 表中。 用 weak 指向的对象内存地址作为 key,当此对象的引用计数为0的时候会 dealloc,假如 weak 指向的对象内存地址是a,那么就会以a为键, 在这个 weak 表中搜索,找到所有以a为键的 weak 对象,从而设置为 nil。


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