来源：iOS 模块注解—「Runtime面试、工作」看我就 🐒 了 ^_^. - 简书

runtime（简称运行时），是一套纯C(C和汇编写的) 的API。是运行时机制，也就是在运行时候的一些机制，其中最主要的是消息机制。消息机制原理：对象根据方法编号SEL去映射表查找对应的方法实现。

每一个 OC 的方法，底层必然有一个与之对应的 runtime 方法。任何方法调用本质：就是发送一个消息（用 runtime发送消息，OC 底层实现通过 runtime 实现）。

对于 C 语言，函数的调用在编译的时候会决定调用哪个函数。

OC在编译的时候并不能决定真正调用哪个函数，只有在真正运行的时候才会根据函数的名称找到对应的函数来调用，在编译阶段，OC 可以 调用任何函数，即使这个函数并未实现，只要声明过就不会报错，只有当运行的时候才会报错，这是因为OC是运行时动态调用的。而 C 语言 调用未实现的函数 就会报错。

runtime 方法调用流程「消息机制」

面试：消息机制方法调用流程

怎么去调用eat方法，对象方法：(保存到类对象的方法列表) ，类方法：(保存到元类(Meta Class)中方法列表)。

1.OC 在向一个对象发送消息时，runtime库会根据对象的isa指针找到该对象对应的类或其父类中查找方法。。

2.注册方法编号（这里用方法编号的好处，可以快速查找）。

3.根据方法编号去查找对应方法。

4.找到只是最终函数实现地址，根据地址去方法区调用对应函数。

补充：一个objc对象的isa的指针指向什么？有什么作用？

每一个对象内部都有一个isa指针，这个指针是指向它的真实类型，根据这个指针就能知道将来调用哪个类的方法。

runtime 常见作用

1.交换方法/添加方法

// 1.获取 imageNamed方法地址

// class_getClassMethod（获取某个类的方法）

Method imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:));

// 2.获取 ln_imageNamed方法地址

Method ln_imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(ln_imageNamed:));

// 3.交换方法地址，相当于交换实现方式;「method_exchangeImplementations 交换两个方法的实现」

method_exchangeImplementations(imageNamedMethod, ln_imageNamedMethod);

2.为分类添加属性

- (void)setName:(NSString *)name {

// objc_setAssociatedObject（将某个值跟某个对象关联起来，将某个值存储到某个对象中）

// object:给哪个对象添加属性 // key:属性名称 // value:属性值 // policy:保存策略 objc_setAssociatedObject(self, @"name", name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);}

- (NSString *)name {

return objc_getAssociatedObject(self, @"name");

}

3.字典转模型

// Runtime:根据模型中属性,去字典中取出对应的value给模型属性赋值// 思路：遍历模型中所有属性->使用运行时

+ (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict{

// 1.创建对应的对象

id objc = [[self alloc] init];

// 2.利用runtime给对象中的属性赋值 /** class_copyIvarList: 获取类中的所有成员变量

Ivar：成员变量第一个参数：表示获取哪个类中的成员变量

第二个参数：表示这个类有多少成员变量，传入一个Int变量地址，会自动给这个变量赋值返回值Ivar *：指的是一个ivar数组，会把所有成员属性放在一个数组中，通过返回的数组就能全部获取到。 count: 成员变量个数 */ unsigned int count = 0; // 获取类中的所有成员变量

Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);

// 遍历所有成员变量

for (int i = 0; i < count; i++) {

// 根据角标，从数组取出对应的成员变量

Ivar ivar = ivarList[i];

// 获取成员变量名字

NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];

// 处理成员变量名->字典中的key(去掉 _ ,从第一个角标开始截取)

NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];

// 根据成员属性名去字典中查找对应的

value id value = dict[key];

// 【如果模型属性数量大于字典键值对数理，模型属性会被赋值为nil】

// 而报错 (could not set nil as the value for the key age.)

if (value) {

// 给模型中属性赋值

[objc setValue:value forKey:key];

} }

return objc;

}

原因：Ivar：成员变量,以下划线开头，Property 属性

获取类里面属性 class_copyPropertyList

获取类中的所有成员变量 class_copyIvarList

动态添加方法

【iOS】消息转发机制 - 简书

应用场景：如果一个类方法非常多，加载类到内存的时候也比较耗费资源，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。

注解：OC 中我们很习惯的会用懒加载，当用到的时候才去加载它，但是实际上只要一个类实现了某个方法，就会被加载进内存。当我们不想加载这么多方法的时候，就会使用到 runtime 动态的添加方法。

需求：runtime 动态添加方法处理调用一个未实现的方法和去除报错。

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector

经历了前两步，还是无法处理消息，那么就会做最后的尝试，先调用methodSignatureForSelector:获取方法签名，用签名生成invocation然后再调用forwardInvocation:进行处理，这一步的处理可以直接转发给其它对象，即和第二步的效果等效，但是很少有人这么干，因为消息处理越靠后，就表示处理消息的成本越大，性能的开销就越大。所以，在这种方式下，会改变消息内容，比如增加参数，改变选择子等等。

消息转发给其他对象时，可以穿多个参数

NSInvocation详解 - 简书

【iOS】消息转发机制 - 简书

问题： objc在向一个对象发送消息时，发生了什么？

解答：根据对象的 isa 指针找到类对象 id，在查询类对象里面的 methodLists 方法函数列表，如果没有在好到，在沿着 superClass ,寻找父类，再在父类 methodLists 方法列表里面查询，最终找到 SEL ,根据 id 和 SEL 确认 IMP（指针函数）,在发送消息；

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

解答：当发送消息的时候，我们会根据类里面的 methodLists 列表去查询我们要动用的SEL，当查询不到的时候，我们会一直沿着父类查询，当最终查询不到的时候我们会报 unrecognized selector 错误，当系统查询不到方法的时候，会调用 +(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel 动态解释的方法来给我一次机会来添加，调用不到的方法。或者我们可以再次使用 -(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector 重定向的方法来告诉系统，该调用什么方法，一来保证不会崩溃。

经历了前两步，还是无法处理消息，那么就会做最后的尝试，先调用methodSignatureForSelector:获取方法签名，然后再调用forwardInvocation:进行处理，这一步的处理可以直接转发给其它对象，即和第二步的效果等效，但是很少有人这么干，因为消息处理越靠后，就表示处理消息的成本越大，性能的开销就越大。所以，在这种方式下，会改变消息内容，比如增加参数，改变选择子等等。

链接：https://www.jianshu.com/p/5dd7703ce2fc

问题：能否向编译后得到的类中增加实例变量？能否向运行时创建的类中添加实例变量？为什么？

解答： 1、不能向编译后得到的类增加实例变量 2、能向运行时创建的类中添加实例变量。【解释】：1. 编译后的类已经注册在 runtime 中,类结构体中的 objc_ivar_list 实例变量的链表和 instance_size 实例变量的内存大小已经确定，runtime会调用 class_setvarlayout 或 class_setWeaklvarLayout 来处理strong weak 引用.所以不能向存在的类中添加实例变量。2. 运行时创建的类是可以添加实例变量，调用class_addIvar函数. 但是的在调用 objc_allocateClassPair 之后，objc_registerClassPair 之前,原因同上.

问题： runtime如何实现weak变量的自动置nil？

解答： 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。

问题：给类添加一个属性后，在类结构体里哪些元素会发生变化？

解答： instance_size ：实例的内存大小；objc_ivar_list *ivars:属性列表

一、oc语言的特性

OC做为一门面向对象语言，具有面向对象的语言特性，如封装、继承、多态。他具有静态语言的特性(如C++)，又有动态语言的效率(动态绑定、动态加载等)。

OC的动态特性表现为了三个方面：动态类型、动态绑定、动态加载。之所以叫做动态，是因为必须到运行时(run time)才会做一些事情。

（1）动态类型

动态类型，说简单点就是id类型。动态类型是跟静态类型相对的。像内置的明确的基本类型都属于静态类型(int、NSString等)。静态类型在编译的时候就能被识别出来。所以，若程序发生了类型不对应，编译器就会发出警告。而动态类型就编译器编译的时候是不能被识别的，要等到运行时(run time)，即程序运行的时候才会根据语境来识别。所以这里面就有两个概念要分清：编译时跟运行时。基本的动态特性在常规的Cocoa开发中非常常用，特别是动态类型和动态绑定。由于Cocoa程序大量地使用Protocol-Delegate的设计模式，因此绝大部分的delegate指针类型必须是id，以满足运行时delegate的动态替

（2）动态绑定

动态绑定(dynamic binding)，让代码在运行时判断需要调用什么方法，而不是在编译时。与其他面向对象语言一样，方法调用和代码并没有在编译时连接在一起，而是在消息发送时才进行连接。运行时决定调用哪个方法。

（3）动态加载

根据需求加载所需要的资源，这点很容易理解，对于iOS开发来说，基本就是根据不同的机型做适配。最经典的例子就是在Retina设备上加载@2x 的图片，而在老一些的普通屏设备上加载原图。随着Retina iPad的推出，和之后可能的Retina Mac的出现，这个特性相信会被越来越多地使用。

oc 语言的优点：类目、动态识别、支持c语言、oc与c++可以混编

缺点：不支持命名空间、不支持运算符重载、不支持多重继承

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