前言

runtime的資料網(wǎng)上有很多了，部分有些晦澀難懂，我通過自己的學習方法總結一遍，主要講一些常用的方法功能，以實用為主，我覺得用到印象才是最深刻的，并且最后兩個demo也是MJExtension的實現(xiàn)原理，面試的時候也可以多扯點。另外runtime的知識還有很多，想要了解更多可以看我翻譯的官方文檔（有點枯燥），本文的demo下載地址

什么是runtime？

runtime 是 OC底層的一套C語言的API（引入 <objc/runtime.h> 或<objc/message.h>），編譯器最終都會將OC代碼轉化為運行時代碼，通過終端命令編譯.m 文件：clang -rewrite-objc xxx.m可以看到編譯后的xxx.cpp（C++文件）。比如我們創(chuàng)建了一個對象 [[NSObject alloc]init]，最終被轉換為幾萬行代碼，截取最關鍵的一句可以看到底層是通過runtime創(chuàng)建的對象

刪除掉一些強制轉換語句，可以看到調用方法本質就是發(fā)消息，[[NSObject alloc]init]語句發(fā)了兩次消息，第一次發(fā)了alloc 消息，第二次發(fā)送init 消息。利用這個功能我們可以探究底層，比如block的實現(xiàn)原理。需要注意的是，使用objc_msgSend() sel_registerName()方法需要導入頭文件<objc/message.h>

另外利用runtime 可以做一些OC不容易實現(xiàn)的功能

如何應用運行時？

1.將某些OC代碼轉為運行時代碼，探究底層，比如block的實現(xiàn)原理（上邊已講到）；2.攔截系統(tǒng)自帶的方法調用（Swizzle 黑魔法），比如攔截imageNamed:、viewDidLoad、alloc；3.實現(xiàn)分類也可以增加屬性；4.實現(xiàn)NSCoding的自動歸檔和自動解檔；5.實現(xiàn)字典和模型的自動轉換。

下面我通過demo 我一個個來講解

一、交換兩個方法的實現(xiàn)，攔截系統(tǒng)自帶的方法調用功能

需要用到的方法 <objc/runtime.h>

獲得某個類的類方法Method class_getClassMethod(Class cls , SEL name)獲得某個類的實例對象方法Method class_getInstanceMethod(Class cls , SEL name)交換兩個方法的實現(xiàn)void method_exchangeImplementations(Method m1 , Method m2)

案例1：方法簡單的交換

創(chuàng)建一個Person類，類中實現(xiàn)以下兩個類方法，并在.h 文件中聲明

+ (void)run { NSLog(@"跑");}+ (void)study { NSLog(@"學習");}

控制器中調用，則先打印跑，后打印學習

[Person run];[Person study];

下面通過runtime 實現(xiàn)方法交換，類方法用class_getClassMethod ，對象方法用class_getInstanceMethod

// 獲取兩個類的類方法Method m1 = class_getClassMethod([Person class], @selector(run));Method m2 = class_getClassMethod([Person class], @selector(study));// 開始交換方法實現(xiàn)method_exchangeImplementations(m1, m2);// 交換后，先打印學習，再打印跑！[Person run];[Person study];

案例2：攔截系統(tǒng)方法

需求：比如iOS6 升級 iOS7 后需要版本適配，根據(jù)不同系統(tǒng)使用不同樣式圖片（擬物化和扁平化），如何通過不去手動一個個修改每個UIImage的imageNamed：方法就可以實現(xiàn)為該方法中加入版本判斷語句？

步驟：1、為UIImage建一個分類（UIImage+Category）2、在分類中實現(xiàn)一個自定義方法，方法中寫要在系統(tǒng)方法中加入的語句，比如版本判斷

+ (UIImage *)xh_imageNamed:(NSString *)name { double version = [[UIDevice currentDevice].systemVersion doubleValue]; if (version >= 7.0) { // 如果系統(tǒng)版本是7.0以上，使用另外一套文件名結尾是‘_os7’的扁平化圖片 name = [name stringByAppendingString:@"_os7"]; } return [UIImage xh_imageNamed:name];}

3、分類中重寫UIImage的load方法，實現(xiàn)方法的交換（只要能讓其執(zhí)行一次方法交換語句，load再合適不過了）

+ (void)load { // 獲取兩個類的類方法 Method m1 = class_getClassMethod([UIImage class], @selector(imageNamed:)); Method m2 = class_getClassMethod([UIImage class], @selector(xh_imageNamed:)); // 開始交換方法實現(xiàn) method_exchangeImplementations(m1, m2);}

注意：自定義方法中最后一定要再調用一下系統(tǒng)的方法，讓其有加載圖片的功能，但是由于方法交換，系統(tǒng)的方法名已經(jīng)變成了我們自定義的方法名（有點繞，就是用我們的名字能調用系統(tǒng)的方法，用系統(tǒng)的名字能調用我們的方法），這就實現(xiàn)了系統(tǒng)方法的攔截！

利用以上思路，我們還可以給 NSObject 添加分類，統(tǒng)計創(chuàng)建了多少個對象，給控制器添加分類，統(tǒng)計有創(chuàng)建了多少個控制器，特別是公司需求總變的時候，在一些原有控件或模塊上添加一個功能，建議使用該方法！

二、在分類中設置屬性，給任何一個對象設置屬性

眾所周知，分類中是無法設置屬性的，如果在分類的聲明中寫@PRoperty 只能為其生成get 和 set 方法的聲明，但無法生成成員變量，就是雖然點語法能調用出來，但程序執(zhí)行后會crash，有人會想到使用全局變量呢？比如這樣：

int _age;- (int )age { return _age;}- (void)setAge:(int)age { _age = age;}

但是全局變量程序整個執(zhí)行過程中內(nèi)存中只有一份，我們創(chuàng)建多個對象修改其屬性值都會修改同一個變量，這樣就無法保證像屬性一樣每個對象都擁有其自己的屬性值。這時我們就需要借助runtime為分類增加屬性的功能了。

需要用到的方法 <objc/runtime.h>

set方法，將值value 跟對象object 關聯(lián)起來（將值value 存儲到對象object 中）參數(shù) object：給哪個對象設置屬性參數(shù) key：一個屬性對應一個Key，將來可以通過key取出這個存儲的值，key 可以是任何類型：double、int 等，建議用char 可以節(jié)省字節(jié)參數(shù) value：給屬性設置的值參數(shù)policy：存儲策略 （assign 、copy 、 retain就是strong）void objc_setAssociatedObject(id object , const void *key ,id value ,objc_AssociationPolicy policy)利用參數(shù)key 將對象object中存儲的對應值取出來id objc_getAssociatedObject(id object , const void *key)

步驟：1、創(chuàng)建一個分類，比如給任何一個對象都添加一個name屬性，就是NSObject添加分類（NSObject+Category）2、先在.h 中@property 聲明出get 和 set 方法，方便點語法調用

@property(nonatomic,copy)NSString *name;

3、在.m 中重寫set 和 get 方法，內(nèi)部利用runtime 給屬性賦值和取值

char nameKey;- (void)setName:(NSString *)name { // 將某個值跟某個對象關聯(lián)起來，將某個值存儲到某個對象中 objc_setAssociatedObject(self, &nameKey, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);}- (NSString *)name { return objc_getAssociatedObject(self, &nameKey);}

三、獲得一個類的所有成員變量

最典型的用法就是一個對象在歸檔和解檔的 encodeWithCoder和initWithCoder:方法中需要該對象所有的屬性進行decodeObjectForKey: 和 encodeObject:，通過runtime我們聲明中無論寫多少個屬性，都不需要再修改實現(xiàn)中的代碼了。

需要用到的方法 <objc/runtime.h>

獲得某個類的所有成員變量（outCount 會返回成員變量的總數(shù)）參數(shù)：1、哪個類2、放一個接收值的地址，用來存放屬性的個數(shù)3、返回值：存放所有獲取到的屬性，通過下面兩個方法可以調出名字和類型Ivar *class_copyIvarList(Class cls , unsigned int *outCount)獲得成員變量的名字const char *ivar_getName(Ivar v)獲得成員變量的類型const char *ivar_getTypeEndcoding(Ivar v)

案例1：獲取Person類中所有成員變量的名字和類型

unsigned int outCount = 0;Ivar *ivars = class_copyIvarList([Person class], &outCount);// 遍歷所有成員變量for (int i = 0; i < outCount; i++) { // 取出i位置對應的成員變量 Ivar ivar = ivars[i]; const char *name = ivar_getName(ivar); const char *type = ivar_getTypeEncoding(ivar); NSLog(@"成員變量名：%s 成員變量類型：%s",name,type);}// 注意釋放內(nèi)存！free(ivars);

案例2：利用runtime 獲取所有屬性來重寫歸檔解檔方法

// 設置不需要歸解檔的屬性- (NSArray *)ignoredNames { return @[@"_aaa",@"_bbb",@"_ccc"];}// 解檔方法- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder { if (self = [super initWithCoder:aDecoder]) { // 獲取所有成員變量 unsigned int outCount = 0; Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount); for (int i = 0; i < outCount; i++) { Ivar ivar = ivars[i]; // 將每個成員變量名轉換為NSString對象類型 NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)]; // 忽略不需要解檔的屬性 if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) { continue; } // 根據(jù)變量名解檔取值，無論是什么類型 id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key]; // 取出的值再設置給屬性 [self setValue:value forKey:key]; // 這兩步就相當于以前的 self.age = [aDecoder decodeObjectForKey:@"_age"]; } free(ivars); } return self;}// 歸檔調用方法- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder { // 獲取所有成員變量 unsigned int outCount = 0; Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount); for (int i = 0; i < outCount; i++) { Ivar ivar = ivars[i]; // 將每個成員變量名轉換為NSString對象類型 NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)]; // 忽略不需要歸檔的屬性 if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) { continue; } // 通過成員變量名，取出成員變量的值 id value = [self valueForKeyPath:key]; // 再將值歸檔 [aCoder encodeObject:value forKey:key]; // 這兩步就相當于 [aCoder encodeObject:@(self.age) forKey:@"_age"]; } free(ivars);}

依據(jù)上面的原理我們就可以給NSObject做一個分類，讓我們不需要每次都寫這么一長串代碼，只要實現(xiàn)一小段代碼就可以讓一個對象具有歸解檔的能力。

注意，下面的代碼我換了一個方法名（不然會覆蓋系統(tǒng)原來的方法！），加了一個忽略屬性方法是否被實現(xiàn)的判斷，并加上了對父類屬性的歸解檔循環(huán)。

NSObject+Extension.h

#import <Foundation/Foundation.h>@interface NSObject (Extension)- (NSArray *)ignoredNames;- (void)encode:(NSCoder *)aCoder;- (void)decode:(NSCoder *)aDecoder;@end

NSObject+Extension.m

#import "NSObject+Extension.h"#import <objc/runtime.h>@implementation NSObject (Extension)- (void)decode:(NSCoder *)aDecoder { // 一層層父類往上查找，對父類的屬性執(zhí)行歸解檔方法 Class c = self.class; while (c &&c != [NSObject class]) { unsigned int outCount = 0; Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount); for (int i = 0; i < outCount; i++) { Ivar ivar = ivars[i]; NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)]; // 如果有實現(xiàn)該方法再去調用 if ([self respondsToSelector:@selector(ignoredNames)]) { if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) continue; } id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key]; [self setValue:value forKey:key]; } free(ivars); c = [c superclass]; }}- (void)encode:(NSCoder *)aCoder { // 一層層父類往上查找，對父類的屬性執(zhí)行歸解檔方法 Class c = self.class; while (c &&c != [NSObject class]) { unsigned int outCount = 0; Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount); for (int i = 0; i < outCount; i++) { Ivar ivar = ivars[i]; NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)]; // 如果有實現(xiàn)該方法再去調用 if ([self respondsToSelector:@selector(ignoredNames)]) { if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) continue; } id value = [self valueForKeyPath:key]; [aCoder encodeObject:value forKey:key]; } free(ivars); c = [c superclass]; }}@end

上面分類使用方法：在需要歸解檔的對象中實現(xiàn)下面方法即可：

// 設置需要忽略的屬性- (NSArray *)ignoredNames { return @[@"bone"];}// 在系統(tǒng)方法內(nèi)來調用我們的方法- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder { if (self = [super init]) { [self decode:aDecoder]; } return self;}- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder { [self encode:aCoder];}

這樣看來，我們每次又要寫同樣的代碼，我們可以將歸解檔兩個方法封裝為宏，在需要的地方一句宏搞定，如果有不需要歸解檔的屬性就實現(xiàn)ignoredNames 方法，具體可以看我的demo，這個也是MJExtension中那個一句宏就可以解決歸解檔的實現(xiàn)原理。

案例3：利用runtime 獲取所有屬性來進行字典轉模型

以往我們都是利用KVC進行字典轉模型，但是它還是有一定的局限性，例如：模型屬性和鍵值對對應不上會crash（雖然可以重寫setValue:forUndefinedKey:方法防止報錯），模型屬性是一個對象或者數(shù)組時不好處理等問題，所以無論是效率還是功能上，利用runtime進行字典轉模型都是比較好的選擇。

字典轉模型我們需要考慮三種特殊情況：1.當字典的key和模型的屬性匹配不上2.模型中嵌套模型（模型屬性是另外一個模型對象）3.數(shù)組中裝著模型（模型的屬性是一個數(shù)組，數(shù)組中是一個個模型對象）

根據(jù)上面的三種特殊情況，我們一個個處理，先是字典的key和模型的屬性不對應的情況。不對應有兩種，一種是字典的鍵值大于模型屬性數(shù)量，這時候我們不需要任何處理，因為runtime是先遍歷模型所有屬性，再去字典中根據(jù)屬性名找對應值進行賦值，多余的鍵值對也當然不會去看了；另外一種是模型屬性數(shù)量大于字典的鍵值對，這時候由于屬性沒有對應值會被賦值為nil，就會導致crash，我們只需加一個判斷即可，JSON數(shù)據(jù)和sample如下：

JSON數(shù)據(jù)- (void)setDict:(NSDictionary *)dict { Class c = self.class; while (c &&c != [NSObject class]) { unsigned int outCount = 0; Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount); for (int i = 0; i < outCount; i++) { Ivar ivar = ivars[i]; NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)]; // 成員變量名轉為屬性名（去掉下劃線 _ ） key = [key substringFromIndex:1]; // 取出字典的值 id value = dict[key]; // 如果模型屬性數(shù)量大于字典鍵值對數(shù)理，模型屬性會被賦值為nil而報錯 if (value == nil) continue; // 將字典中的值設置到模型上 [self setValue:value forKeyPath:key]; } free(ivars); c = [c superclass]; }}

第二種情況是模型的屬性是另外一個模型對象

JSON數(shù)據(jù)

這時候我們就需要利用runtime的ivar_getTypeEncoding 方法獲取模型對象類型，對該模型對象類型再進行字典轉模型，也就是進行遞歸，需要注意的是我們要排除系統(tǒng)的對象類型，例如NSString，下面的方法中我添加了一個類方法方便遞歸。

打印可以看到各屬性類型#import "NSObject+JSONExtension.h"#import <objc/runtime.h>@implementation NSObject (JSONExtension)- (void)setDict:(NSDictionary *)dict { Class c = self.class; while (c &&c != [NSObject class]) { unsigned int outCount = 0; Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount); for (int i = 0; i < outCount; i++) { Ivar ivar = ivars[i]; NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)]; // 成員變量名轉為屬性名（去掉下劃線 _ ） key = [key substringFromIndex:1]; // 取出字典的值 id value = dict[key]; // 如果模型屬性數(shù)量大于字典鍵值對數(shù)理，模型屬性會被賦值為nil而報錯 if (value == nil) continue; // 獲得成員變量的類型 NSString *type = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)]; // 如果屬性是對象類型 NSRange range = [type rangeOfString:@"@"]; if (range.location != NSNotFound) { // 那么截取對象的名字（比如@"Dog"，截取為Dog） type = [type substringWithRange:NSMakeRange(2, type.length - 3)]; // 排除系統(tǒng)的對象類型 if (![type hasprefix:@"NS"]) { // 將對象名轉換為對象的類型，將新的對象字典轉模型（遞歸） Class class = NSClassFromString(type); value = [class objectWithDict:value]; } } // 將字典中的值設置到模型上 [self setValue:value forKeyPath:key]; } free(ivars); c = [c superclass]; }}+ (instancetype )objectWithDict:(NSDictionary *)dict { NSObject *obj = [[self alloc]init]; [obj setDict:dict]; return obj;}

第三種情況是模型的屬性是一個數(shù)組，數(shù)組中是一個個模型對象，例如下面的數(shù)據(jù)我就可以通過books[0].name獲取到C語言程序設計

JSON數(shù)據(jù)

我們既然能獲取到屬性類型，那就可以攔截到模型的那個數(shù)組屬性，進而對數(shù)組中每個模型遍歷并字典轉模型，但是我們不知道數(shù)組中的模型都是什么類型，我們可以聲明一個方法，該方法目的不是讓其調用，而是讓其實現(xiàn)并返回模型的類型。這塊語言可能解釋不太清楚，可以參考我的demo，直接運行即可。

NSObject+JSONExtension.h

// 返回數(shù)組中都是什么類型的模型對象- (NSString *)arrayObjectClass ;

NSObject+JSONExtension.m

#import "NSObject+JSONExtension.h"#import <objc/runtime.h>@implementation NSObject (JSONExtension)- (void)setDict:(NSDictionary *)dict { Class c = self.class; while (c &&c != [NSObject class]) { unsigned int outCount = 0; Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount); for (int i = 0; i < outCount; i++) { Ivar ivar = ivars[i]; NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)]; // 成員變量名轉為屬性名（去掉下劃線 _ ） key = [key substringFromIndex:1]; // 取出字典的值 id value = dict[key]; // 如果模型屬性數(shù)量大于字典鍵值對數(shù)理，模型屬性會被賦值為nil而報錯 if (value == nil) continue; // 獲得成員變量的類型 NSString *type = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)]; // 如果屬性是對象類型 NSRange range = [type rangeOfString:@"@"]; if (range.location != NSNotFound) { // 那么截取對象的名字（比如@"Dog"，截取為Dog） type = [type substringWithRange:NSMakeRange(2, type.length - 3)]; // 排除系統(tǒng)的對象類型 if (![type hasPrefix:@"NS"]) { // 將對象名轉換為對象的類型，將新的對象字典轉模型（遞歸） Class class = NSClassFromString(type); value = [class objectWithDict:value]; }else if ([type isEqualToString:@"NSArray"]) { // 如果是數(shù)組類型，將數(shù)組中的每個模型進行字典轉模型，先創(chuàng)建一個臨時數(shù)組存放模型 NSArray *array = (NSArray *)value; NSMutableArray *mArray = [NSMutableArray array]; // 獲取到每個模型的類型 id class ; if ([self respondsToSelector:@selector(arrayObjectClass)]) { NSString *classStr = [self arrayObjectClass]; class = NSClassFromString(classStr); } // 將數(shù)組中的所有模型進行字典轉模型 for (int i = 0; i < array.count; i++) { [mArray addObject:[class objectWithDict:value[i]]]; } value = mArray; } } // 將字典中的值設置到模型上 [self setValue:value forKeyPath:key]; } free(ivars); c = [c superclass]; }}+ (instancetype )objectWithDict:(NSDictionary *)dict { NSObject *obj = [[self alloc]init]; [obj setDict:dict]; return obj;}@end