OC底层知识(九) : Runtime（上）-阿里云开发者社区

OC底层知识(九) : Runtime（上）

2022-05-20 162

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简介： OC底层知识(九) : Runtime

一、Runtime的介绍

Objective-C是一门动态性比较强的编程语言，跟C、C++等语言有着很大的不同
Objective-C的动态性是由Runtime API来支撑的
Runtime API提供的接口基本都是C语言的，源码由C\C++\汇编语言编写

二、isa详解

要想学习Runtime，首先要了解它底层的一些常用数据结构，比如isa指针
在arm64架构之前，isa就是一个普通的指针，存储着Class、Meta-Class对象的内存地址
从arm64架构开始，对isa进行了优化，变成了一个共用体（union）结构，还使用位域来存储更多的信息

isa详解 – 位域

nonpointer

0，代表普通的指针，存储着Class、Meta-Class对象的内存地址
1，代表优化过，使用位域存储更多的信息

has_assoc

是否有设置过关联对象，如果没有，释放时会更快

has_cxx_dtor

是否有C++的析构函数（.cxx_destruct），如果没有，释放时会更快

shiftcls

着Class、Meta-Class对象的内存地址信息

magic

用于在调试时分辨对象是否未完成初始化

weakly_referenced

是否有被弱引用指向过，如果没有，释放时会更快

deallocating

对象是否正在释放

extra_rc

里面存储的值是引用计数器减1

has_sidetable_rc

引用计数器是否过大无法存储在isa中
如果为1，那么引用计数会存储在一个叫SideTable的类的属性中

什么是isa？
答：在 arm64之前isa就是一个普通的指针，里面就是直接存储的类对象和元类对象的地址值，但是从arm64位之后，isa经过优化，它采用共用体的结构，将一个64位的内存数据分开来存储了很多的东西，而其中的33位来存储具体的地址值的。

三、objc_msgSend执行流程可以分为3大阶段

OC的方法调用：消息机制(objc_msgSend(id receiver, SEL selector))，给方法调用者发送消息

3.1、消息发送(其实也就是isa与superclass寻找方法(对象方法或类方法))

- 如果是从 class_rw_t 中查找方法：已经排序的二分查找，没有排序的遍历查找

- receiver通过isa指针找到receiverClass

- receiverClass通过superclass指针找到superClass

3.2、动态方法解析(在消息发送机制找不到方法之后进行动态方法解析)

可以实现以下方法，来动态添加方法实现
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel; (对象方法的动态添加)

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
   if (sel == @selector(test)) {
       // 获取其他方法
       Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(other));
       // 动态添加test方法的实现
       class_addMethod(self, sel,
                       method_getImplementation(method),
                       method_getTypeEncoding(method));
       // 返回YES代表有动态添加方法
       return YES;
    }
  return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
-(void)other{
   NSLog(@"%s",__func__);
}

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel; (类方法的动态添加)

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel
{
   if (sel == @selector(classTest)) {
      // 第一个参数是object_getClass(self)
      //class_addMethod(object_getClass(self), sel, (IMP)c_other, "v16@0:8");
      // 获取其他方法
      Method method = class_getClassMethod(self, @selector(classOther));
      // 动态添加test方法的实现
      class_addMethod(object_getClass(self), sel,
               method_getImplementation(method),
               method_getTypeEncoding(method));
      // 返回YES代表有动态添加方法
      return YES;
    }
  return [super resolveClassMethod:sel];
}
#pragma mark 类方法的转换（类方法classTest找不到就转换classOther方法）
+(void)classOther{
   NSLog(@"类方法classTest找不到就转换classOther方法");
}

Runtime动态转换方法的demo Person 类

3.3、消息转发

解释上面的图：

3.3.1、当动态解析过都找不到一个方法时候就会走消息转发，首先会调用forwardingTargetForSelector(前面可能是 +(void)或者-(void)),如果不返回nil就会走返回类的 Selector，如果返回nil就走 3.3.2

-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
     if (aSelector == @selector(test)) {
          //return [[People alloc]init];
          return nil;
     }
   return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

3.3.2、当forwardingTargetForSelector返回nil或者不写这个方法时候，就会调用下面的方法

#pragma mark 2
/**
  方法签名：返回值类型、参数类型
*/
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
    if (aSelector == @selector(test)) {
      // 获取其他方法(一)，会走 #pragma mark 3
      /*
         Method method = class_getInstanceMethod([People class], @selector(test));
         return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:method_getTypeEncoding(method)];
       */
      // 下面这一句和上面2句一个意思(二) 会走 #pragma mark 3
      return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v16@0:8"];
      /**
         如果返回nil 就不会再走会走 #pragma mark 3 方法了，会报错返回(doesNotRecognizeSelector)
         -[NSObject(NSObject) doesNotRecognizeSelector:] + 132
       */
      // return nil;
     }
  return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
#pragma mark 3.上面的方法不返回nil才会走
/**
   NSInvocation封装了一个方法调用，包括：方法调用者、方法名、方法参数
   anInvocation.target 方法调用者
   anInvocation.selector 方法名
   [anInvocation getArgument:NULL atIndex:0]
*/
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
   //    anInvocation.target = [[MJCat alloc] init];
   //    [anInvocation invoke];
   [anInvocation invokeWithTarget:[[People alloc] init]];
 }