对runtime的总结：让你会用Runtime
导语
Runtime，简称运行时,就是系统在运行的时候的一些机制，其中最主要的是消息机制，是一套底层的纯C语言的API，我们平时所编写的OC代码，在程序的运行过程中都转成了runtime的代码，平时调方法都是转成了objc_msgSend函数。大家应该都听过或者用过一个叼库IQKeyboard，它只需导入进工程，不需要写一行代码就能实现功能，其实就是用的runtime机制实现的，俗称黑魔法。
runtime的作用：
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。
- 在程序运行过程中，动态的创建一个类(KVO实现原理)以及动态的为每个类添加或修改属性、方法
- 遍历一个类中所有的成员变量以及方法(NSCoding的自动解档和归档、MJExtension的实现)
- 交换两个方法的实现(Swizzle黑魔法)
- ...
KVO实现原理：
当你第一次观察某个对象时，runtime会创建一个新的类NSKVONOtifying_class，该类继承自原先的class。在这个新的派生类中，它重写了所有被观察属性的setter方法，然后将对象的isa指针指向新创建的NSKVONOtifying_class（这个指针告诉Objective-C的runtime某个对象到底是哪种类型的对象）。所以该对象神奇地变成了新的子类的实例。当对象的属性发生改变时，会触发setter方法，但这个方法已经被重写了，并且在方法的内部添加了发送通知机制，实现了自动触发通知机制，这就是KVO实现的原理。
交换两个方法的实现
先看下面例子：
创建一个Student类，实现两个类方法：studyJava和studyC
使用runtime交换两个方法的实现：
#import<objc/runtime.h>//别忘加运行时头文件
//获取class中的类方法
Method studyJava = class_getClassMethod([Student class], @selector(studyJava));
Method studyC = class_getClassMethod([Student class], @selector(studyC));
//交换方法的实现
method_exchangeImplementations(studyJava, studyC);
[Student studyC];
[Student studyJava];运行后会发现：让他先学C再学Java就是不听，结果是先学Java。
看到这你会觉得并没有什么卵用，是的，这样写意义不大，但我们换个角度想，如果交换的是系统的方法呢？假如我们要统一监听控制器何时被销毁，用runtime可以让我们只写一次代码，看例子：
首先新建一个UIViewController的分类，然后在里面写上代码：
#import "UIViewController+Extension.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation UIViewController (Extension)
//将交换方法写在load方法中，使得在该类被加载如内存中就调用该方法以交换方法
+ (void)load {
//class_getInstanceMethod :获取实例方法
Method dealloc = class_getInstanceMethod(self, NSSelectorFromString(@"dealloc"));
Method jyh_dealloc = class_getInstanceMethod(self, @selector(jyh_dealloc));
method_exchangeImplementations(dealloc, jyh_dealloc);
}
//自己实现的dealloc方法，监听销毁
- (void)jyh_dealloc {
NSLog(@"%@ is dealloc", self);
[self jyh_dealloc];//调用原来的dealloc方法
}
@end这样便实现了所用控制器销毁的监听。以上的例子只是为了说明runtime的作用，它可以有很多扩展，比如：将[UIImage imageNamed:]换成自己的方法，在方法中加入对图片名称的操作，就可以实现换肤或适配等功能；可以替换viewDidLoad方法实现用户进入页面的统计，不用每个控制器都复制粘贴同样的代码（或许你会想我们可以使用 OOP 的特性之一，继承的方式来解决这个问题。创建一个基类，在这个基类中添加统计方法，其他类都继承自这个基类。然而，这种方式修改还是很大，而且定制性很差。以后有新人加入之后，都要嘱咐其继承自这个基类，所以这种方式并不可取。）IQKeyboard库不需要写一行代码就能实现功能，就是通过这一原理实现的。
遍历类中的所有成员变量
有时候我们要对一些信息进行归档，如用户信息类UserInfo，这将需要重写initWithCoder和encodeWithCoder方法，并对每个属性进行encode和decode操作。那么问题来了：当属性只有几个的时候可以轻松写完，如果有几十个属性呢？我们可以用runtime提供的函数遍历Model自身所有属性，并对属性进行encode和decode操作。
- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
if(self = [super init]) {
unsigned int outCount;
//获得所传入类的成员变量
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)];
[self setValue:[aDecoder decodeObjectForKey:key] forKey:key];
}
free(ivars);//别忘记释放
}
return self;
}
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
unsigned int outCount;
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)];
[aCoder encodeObject:[self valueForKey:key] forKey:key];
}
free(ivars);
}访问苹果私有属性
利用runtime获取属性名
objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([UITextField class], &count);这样就可以获取到UITextField中的所有属性，包括在头文件中苹果不想让你看到的。
这有什么用呢？假设我们有一个需求，想改变输入框中占位文字的颜色，用runtime的这个作用可以让我们很方便的实现：
先将输入框所包含的属性打印出来：
+ (void)getProperties
{
unsigned int count = 0;
objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([UITextField class], &count);
for (int i = 0; i<count; i++) {
// 取出属性
objc_property_t property = properties[i];
// 打印属性名字
JYHLog(@"%s <----> %s", property_getName(property), property_getAttributes(property));
}
free(properties);
}我们可以看到这样一个属性：
顾名思义，这就是占位的Label，我们只要利用KVC就可以将其改成我们想要的样子：
[self setValue:[UIColor whiteColor] forKeyPath:@"_placeholderLabel.textColor"];
字典转模型和动态添加属性用NSObject+runtime的扩展类实现了
NSObject+runtime.h
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface NSObject (Runtime)
/// 给定一个字典，创建 self 类对应的对象
/// @param dict 字典
/// @return 对象
+ (instancetype)cz_objWithDict:(NSDictionary *)dict;
/// 获取类的属性列表数组
/// @return 类的属性列表数组
+ (NSArray *)cz_objProperties;
@end
NSObject+runtime.m
#import "NSObject+Runtime.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation NSObject (Runtime)
// 所有字典转模型框架，核心算法！
+ (instancetype)cz_objWithDict:(NSDictionary *)dict {
// 实例化对象
id object = [[self alloc] init];
// 使用字典，设置对象信息
// 1> 获得 self 的属性列表
NSArray *proList = [self cz_objProperties];
// 2> 遍历字典
[dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id _Nonnull key, id _Nonnull obj, BOOL * _Nonnull stop) {
NSLog(@"key %@ --- value %@", key, obj);
// 3> 判断 key 是否在 proList 中
if ([proList containsObject:key]) {
// 说明属性存在，可以使用 `KVC` 设置数值
[object setValue:obj forKey:key];
}
}];
return object;
}
const char * kPropertiesListKey = "CZPropertiesListKey";
+ (NSArray *)cz_objProperties {
// --- 1. 从`关联对象`中获取对象属性，如果有，直接返回！
/**
获取关联对象 - 动态添加的属性
参数：
1. 对象 self
2. 动态属性的 key
返回值
动态添加的`属性值`
*/
NSArray *ptyList = objc_getAssociatedObject(self, kPropertiesListKey);
if (ptyList != nil) {
return ptyList;
}
// 调用运行时方法，取得类的属性列表
// Ivar 成员变量
// Method 方法
// Property 属性
// Protocol 协议
/**
参数
1. 要获取的类
2. 类属性的个数指针
返回值
所有属性的`数组`，C 语言中，数组的名字，就是指向第一个元素的地址
retain/create/copy 需要 release，最好 option + click
*/
unsigned int count = 0;
objc_property_t *proList = class_copyPropertyList([self class], &count);
NSLog(@"属性的数量 %d", count);
// 创建数组
NSMutableArray *arrayM = [NSMutableArray array];
// 遍历所有的属性
for (unsigned int i = 0; i < count; i++) {
// 1. 从数组中取得属性
/**
C 语言的结构体指针，通常不需要 `*`
*/
objc_property_t pty = proList[i];
// 2. 从 pty 中获得属性的名称
const char *cName = property_getName(pty);
NSString *name = [NSString stringWithCString:cName encoding:NSUTF8StringEncoding];
// NSLog(@"%@", name);
// 3. 属性名称添加到数组
[arrayM addObject:name];
}
// 释放数组
free(proList);
// --- 2. 到此为止，对象的属性数组已经获取完毕，利用关联对象，动态添加属性
/**
参数
1. 对象 self [OC 中 class 也是一个特殊的对象]
2. 动态添加属性的 key，获取值的时候使用
3. 动态添加的属性值
4. 对象的引用关系
*/
objc_setAssociatedObject(self, kPropertiesListKey, arrayM.copy, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
return arrayM.copy;
}
@end
