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编程问答

Runtime 总结

發布時間：2025/7/14 编程问答 13 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Runtime 总结小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

參考文章

1. `文／滕先洪（簡書作者）原文鏈接：http://www.jianshu.com/p/ab966e8a82e2著作權歸作者所有，轉載請聯系作者獲得授權，并標注“簡書作者”[下載地址] (https://github.com/XHTeng/XHRuntimeDemo)`2.`http://www.code4app.com/forum.php?mod=viewthread&tid=8241&highlight=runtime`

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）。

RunTime簡稱運行時,就是系統在運行的時候的一些機制，其中最主要的是消息機制。
對于C語言，函數的調用在編譯的時候會決定調用哪個函數，編譯完成之后直接順序執行，無任何二義性。
OC的函數調用成為消息發送。屬于動態調用過程。在編譯的時候并不能決定真正調用哪個函數（事實證明，在編譯階段，OC可以調用任何函數，即使這個函數并未實現，只要申明過就不會報錯。而C語言在編譯階段就會報錯）。
只有在真正運行的時候才會根據函數的名稱找到對應的函數來調用。
我們寫的oc代碼，它在運行的時候也是轉換成了runtime方式運行的，更好的理解runtime，也能幫我們更深的掌握oc語言。
每一個oc的方法，底層必然有一個與之對應的runtime方法。
當我們用OC寫下這樣一段代碼[tableView cellForRowAtIndexPath:indexPath];
在編譯時RunTime會將上述代碼轉化成[發送消息]objc_msgSend(tableView, @selector(cellForRowAtIndexPath,indexPath);

runtime的作用

動態交換兩個方法的實現（特別是交換系統自帶的方法）；

動態添加對象的成員變量和成員方法；

獲得某個類的所有成員方法、所有成員變量；

具體一點就是

獲得某個類的所有成員方法、所有成員變量；

攔截系統自帶的方法調用（Swizzle 黑魔法），比如攔截imageNamed:、viewDidLoad、alloc；

實現分類也可以增加屬性；

實現NSCoding的自動歸檔和自動解檔；

實現字典和模型的自動轉換。

案例匯總

案例一：方法簡單的交換

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
void method_exchangeImplementations(Method m1 , Method m2)

創建一個Person類，類中實現以下兩個類方法，并在.h 文件中聲明

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

調用方法，并通過runtime實現方法交換

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{person *aperson = [[person alloc]init];[person run]; [person study];// 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 method_exchangeImplementations(m1, m2); // 交換后，先打印學習，再打印跑！ [person run]; [person study];}

打印結果為：

2016-07-11 14:10:28.033 runtime demo[37610:2393684] 跑 2016-07-11 14:10:28.034 runtime demo[37610:2393684] 學習 2016-07-11 14:10:28.034 runtime demo[37610:2393684] 學習 2016-07-11 14:10:28.034 runtime demo[37610:2393684] 跑

案例二：攔截并替換方法

需求：比如iOS6 升級 iOS7 后需要版本適配，根據不同系統使用不同樣式圖片（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、在分類中實現一個自定義方法，方法中寫要在系統方法中加入的語句，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，實現方法的交換（只要能讓其執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 method_exchangeImplementations(m1, m2); }

注意：自定義方法中最后一定要再調用一下系統的方法，讓其有加載圖片的功能，但是由于方法交換，系統的方法名已經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的方法，用系統的名字能調用我們的方法），這就實現了系統方法的攔截！

利用以上思路，我們還可以給 NSObject 添加分類，統計創建了多少個對象，給控制器添加分類，統計有創建了多少個控制器，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！

案例三：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行過程中內存中只有一份，我們創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 關聯起來（將值value 存儲到對象object 中）
參數 object：給哪個對象設置屬性
參數 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 可以節省字節
參數 value：給屬性設置的值
參數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); }

案例四：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）
參數：
1、哪個類
2、放一個接收值的地址，用來存放屬性的個數
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)

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); } // 注意釋放內存！ free(ivars);

利用runtime 獲取所有屬性來重寫歸檔解檔方法

如果你實現過自定義模型數據持久化的過程，那么你也肯定明白，如果一個模型有許多個屬性，那么我們需要對每個屬性都實現一遍encodeObject 和 decodeObjectForKey方法，如果這樣的模型又有很多個，這還真的是一個十分麻煩的事情。下面來看看簡單的實現方式。
假設現在有一個Movie類，有3個屬性，它的h文件這這樣的

#import <Foundation/Foundation.h>//1. 如果想要當前類可以實現歸檔與反歸檔，需要遵守一個協議NSCoding @interface Movie : NSObject<NSCoding>@property (nonatomic, copy) NSString *movieId; @property (nonatomic, copy) NSString *movieName; @property (nonatomic, copy) NSString *pic_url;@end

如果是正常寫法， m文件應該是這樣的：

#import "Movie.h" @implementation Movie- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {[aCoder encodeObject:_movieId forKey:@"id"];[aCoder encodeObject:_movieName forKey:@"name"];[aCoder encodeObject:_pic_url forKey:@"url"];}- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {if (self = [super init]) {self.movieId = [aDecoder decodeObjectForKey:@"id"];self.movieName = [aDecoder decodeObjectForKey:@"name"];self.pic_url = [aDecoder decodeObjectForKey:@"url"];}return self; } @end

如果這里有100個屬性，那么我們也只能把100個屬性都給寫一遍。
不過你會使用runtime后，這里就有更簡便的方法。
下面看看runtime的實現方式：

#import "Movie.h" #import <objc/runtime.h> @implementation Movie- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder{unsigned int count = 0;Ivar *ivars = class_copyIvarList([Movie class], &count);for (int i = 0; i<count; i++) {// 取出i位置對應的成員變量Ivar ivar = ivars;// 查看成員變量const char *name = ivar_getName(ivar);// 歸檔NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];id value = [self valueForKey:key];[encoder encodeObject:value forKey:key];}free(ivars); }- (id)initWithCoder:(NSCoder *)decoder {if (self = [super init]) {unsigned int count = 0;Ivar *ivars = class_copyIvarList([Movie class], &count);for (int i = 0; i<count; i++) {// 取出i位置對應的成員變量Ivar ivar = ivars;// 查看成員變量const char *name = ivar_getName(ivar);// 歸檔NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];id value = [decoder decodeObjectForKey:key];// 設置到成員變量身上[self setValue:value forKey:key];}free(ivars);} return self; } @end

這樣的方式實現，不管有多少個屬性，寫這幾行代碼就搞定了。怎么，還嫌麻煩，下面看看更加簡便的方法：兩句代碼搞定。
我們把encodeWithCoder 和 initWithCoder這兩個方法抽成宏

#import "Movie.h" #import <objc/runtime.h>#define encodeRuntime(A) unsigned int count = 0; Ivar *ivars = class_copyIvarList([A class], &count); for (int i = 0; i<count; i++) { Ivar ivar = ivars; const char *name = ivar_getName(ivar); NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name]; id value = [self valueForKey:key]; [encoder encodeObject:value forKey:key]; } free(ivars);#define initCoderRuntime(A) if (self = [super init]) { unsigned int count = 0; Ivar *ivars = class_copyIvarList([A class], &count); for (int i = 0; i<count; i++) { Ivar ivar = ivars; const char *name = ivar_getName(ivar); NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name]; id value = [decoder decodeObjectForKey:key]; [self setValue:value forKey:key]; } free(ivars); } return self;@implementation Movie- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder{encodeRuntime(Movie) }- (id)initWithCoder:(NSCoder *)decoder {initCoderRuntime(Movie) } @end

我們可以把這兩個宏單獨放到一個文件里面，這里以后需要進行數據持久化的模型都可以直接使用這兩個宏。

案例五：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.數組中裝著模型（模型的屬性是一個數組，數組中是一個個模型對象）

字典轉模型的應用可以說是每個app必然會使用的場景,雖然實現的方式略有不同，但是原理都是一致的：遍歷模型中所有屬性，根據模型的屬性名，去字典中查找key，取出對應的值，給模型的屬性賦值。
像幾個出名的開源庫：JSONModel,MJExtension等都是通過這種方式實現的。

先實現最外層的屬性轉換

// 創建對應模型對象
id objc = [[self alloc] init];
unsigned int count = 0;// 1.獲取成員屬性數組 Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);// 2.遍歷所有的成員屬性名,一個一個去字典中取出對應的value給模型屬性賦值 for (int i = 0; i < count; i++) {// 2.1 獲取成員屬性Ivar ivar = ivarList;// 2.2 獲取成員屬性名 C -> OC 字符串NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];// 2.3 _成員屬性名 => 字典keyNSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];// 2.4 去字典中取出對應value給模型屬性賦值id value = dict[key];// 獲取成員屬性類型NSString *ivarType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];}

如果模型比較簡單，只有NSString，NSNumber等，這樣就可以搞定了。但是如果模型含有NSArray，或者NSDictionary等，那么我們還需要進行第二步轉換。

內層數組，字典的轉換
if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![ivarType containsString:@"NS"]) { // 是字典對象,并且屬性名對應類型是自定義類型// 處理類型字符串 @\"User\" -> UserivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@" withString:@""];ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\"" withString:@""];// 自定義對象,并且值是字典// value:user字典 -> User模型// 獲取模型(user)類對象Class modalClass = NSClassFromString(ivarType);// 字典轉模型if (modalClass) {// 字典轉模型 uservalue = [modalClass objectWithDict:value];}}if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) {// 判斷對應類有沒有實現字典數組轉模型數組的協議if ([self respondsToSelector:@selector(arrayContainModelClass)]) {// 轉換成id類型，就能調用任何對象的方法id idSelf = self;// 獲取數組中字典對應的模型NSString *type = [idSelf arrayContainModelClass][key];// 生成模型Class classModel = NSClassFromString(type);NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray array];// 遍歷字典數組，生成模型數組for (NSDictionary *dict in value) {// 字典轉模型id model = [classModel objectWithDict:dict];[arrM addObject:model];}// 把模型數組賦值給valuevalue = arrM;}}

我自己覺得系統自帶的KVC模式字典轉模型就挺好的，假設movie是一個模型對象，dict 是一個需要轉化的 [movie setValuesForKeysWithDictionary:dict]; 這個是系統自帶的字典轉模型方法，個人感覺也還是挺好用的，不過使用這個方法的時候需要在模型里面再實現一個方法才行，
- (void)setValue: (id)value forUndefinedKey: (NSString *)key

重寫這個方法為了實現兩個目的：

模型中的屬性和字典中的key不一致的情況，比如字典中有個id,我們需要把它賦值給uid屬性；

字典中屬性比模型的屬性還多的情況。如果出現以上兩種情況而沒有實現這個方法的話，程序就會崩潰。

這個方法的實現：

- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key { if ([key isEqualToString:@"id"]) {self.uid = value; } }

案例六：動態變量控制

在程序中，xiaoming的age是10，后來被runtime變成了20，來看看runtime是怎么做到的。

1.動態獲取XiaoMing類中的所有屬性[當然包括私有]
`Ivar *ivar = class_copyIvarList([self.xiaoming class], &count);`
2.遍歷屬性找到對應name字段
`const char *varName = ivar_getName(var);`
3.修改對應的字段值成20
`object_setIvar(self.xiaoMing, var, @"20");`
4.代碼參考
-(void)answer{unsigned int count = 0;Ivar ivar = class_copyIvarList([self.xiaoMing class], &count);for (int i = 0; i<count; i++) { Ivar var = ivar[i]; const char varName = ivar_getName(var); NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:varName]; if ([name isEqualToString:@”_age”]) { object_setIvar(self.xiaoMing, var, @”20”); break; } } NSLog(@”XiaoMing’s age is %@”,self.xiaoMing.age); }

案例七：動態添加方法

在程序當中，假設XiaoMing的中沒有guess這個方法，后來被Runtime添加一個名字叫guess的方法，最終再調用guess方法做出相應。那么，Runtime是如何做到的呢？

1.動態給XiaoMing類中添加guess方法：

class_addMethod([self.xiaoMing class], @selector(guess), (IMP)guessAnswer, "v@: ");

這里參數地方說明一下：

(IMP)guessAnswer 意思是guessAnswer的地址指針;
"v@:" 意思是，v代表無返回值void，如果是i則代表int；@代表 id sel; : 代表 SEL _cmd;
“v@:@@” 意思是，兩個參數的沒有返回值。

2.調用guess方法響應事件：

[self.xiaoMing performSelectorselector(guess)];

3.編寫guessAnswer的實現：

void guessAnswer(id self,SEL _cmd){NSLog(@"i am from beijing");}

這個有兩個地方留意一下：

void的前面沒有+、-號，因為只是C的代碼。
必須有兩個指定參數(id self,SEL _cmd)。

代碼參考：

-(void)answer{ class_addMethod([self.xiaoMing class], @selector(guess), (IMP)guessAnswer, "v@:");if ([self.xiaoMing respondsToSelector:@selector(guess)]) {[self.xiaoMing performSelector:@selector(guess)];} else{NSLog(@"Sorry,I don't know");}}void guessAnswer(id self,SEL _cmd){NSLog(@"i am from beijing");}

案例八：在方法上增加額外功能

有這樣一個場景，出于某些需求，我們需要跟蹤記錄APP中按鈕的點擊次數和頻率等數據，怎么解決？當然通過繼承按鈕類或者通過類別實現是一個辦法，但是帶來其他問題比如別人不一定會去實例化你寫的子類，或者其他類別也實現了點擊方法導致不確定會調用哪一個，runtime可以這樣解決：

@implementation UIButton (Hook)+ (void)load {static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{Class selfClass = [self class];SEL oriSEL = @selector(sendAction:to:forEvent:);Method oriMethod = class_getInstanceMethod(selfClass, oriSEL);SEL cusSEL = @selector(mySendAction:to:forEvent:);Method cusMethod = class_getInstanceMethod(selfClass, cusSEL);BOOL addSucc = class_addMethod(selfClass, oriSEL, method_getImplementation(cusMethod), method_getTypeEncoding(cusMethod));if (addSucc) {class_replaceMethod(selfClass, cusSEL, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));}else {method_exchangeImplementations(oriMethod, cusMethod);}});}- (void)mySendAction:(SEL)action to:(id)target forEvent:(UIEvent *)event { [CountTool addClickCount]; [self mySendAction:action to:target forEvent:event]; }@end

load方法會在類第一次加載的時候被調用,調用的時間比較靠前，適合在這個方法里做方法交換,方法交換應該被保證，在程序中只會執行一次。

轉載于:https://www.cnblogs.com/zhuyaguang/p/5660247.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Runtime 总结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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