1、了解runtime吗？是什么？
2、你怎么知道的？
3、对象如何找到对应方法去调用的于是我总结了很多网上被问到的一些关于runtime的题目，并做了详细的回答，并在后面补充了我在学习runtime时敲的一些代码，如果想吃透runtime的朋友，可以把后面补充的内容好好看完
一、你会被问到的关于runtime笔试题：
1. runtime怎么添加属性、方法等
2. runtime 如何实现 weak 属性
3. runtime如何通过selector找到对应的IMP地址？（分别考虑类方法和实例方法）
4. 使用runtime Associate方法关联的对象，需要在主对象dealloc的时候释放么？
5. _objc_msgForward函数是做什么的？直接调用它将会发生什么？
6. 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？
7. 简述下Objective-C中调用方法的过程（runtime）
8. 什么是method swizzling（俗称黑魔法）如果上面的题目你全部答得出来，那就不要浪费时间，直接return吧，程序猿的时间很宝贵的
二、解答
1. runtime怎么添加属性、方法等
- ivar表示成员变量
- class_addIvar
- class_addMethod
- class_addProperty
- class_addProtocol
- class_replaceProperty
2. runtime 如何实现 weak 属性
首先要搞清楚weak属性的特点
weak策略表明该属性定义了一种“非拥有关系” (nonowning relationship)。为这种属性设置新值时，设置方法既不保留新值，也不释放旧值。此特质同assign类似;然而在属性所指的对象遭到摧毁时，属性值也会清空(nil out)那么runtime如何实现weak变量的自动置nil？
runtime对注册的类，会进行布局，会将 weak 对象放入一个 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的时候会调用对象的 dealloc 方法，假设 weak 指向的对象内存地址是a，那么就会以a为key，在这个 weak hash表中搜索，找到所有以a为key的 weak 对象，从而设置为 nil。
weak属性需要在dealloc中置nil么
在ARC环境无论是强指针还是弱指针都无需在 dealloc 设置为 nil ， ARC 会自动帮我们处理
即便是编译器不帮我们做这些，weak也不需要在dealloc中置nil
在属性所指的对象遭到摧毁时，属性值也会清空
objc// 模拟下weak的setter方法，大致如下- (void)setObject:(NSObject *)object{ objc_setAssociatedObject(self, "object", object, OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN); [object cyl_runAtDealloc:^{ _object = nil; }];}
3. runtime如何通过selector找到对应的IMP地址？（分别考虑类方法和实例方法）
- 每一个类对象中都一个对象方法列表（对象方法缓存）
- 类方法列表是存放在类对象中isa指针指向的元类对象中（类方法缓存）
- 方法列表中每个方法结构体中记录着方法的名称,方法实现,以及参数类型，其实selector本质就是方法名称,通过这个方法名称就可以在方法列表中找到对应的方法实现.
- 当我们发送一个消息给一个NSObject对象时，这条消息会在对象的类对象方法列表里查找
- 当我们发送一个消息给一个类时，这条消息会在类的Meta Class对象的方法列表里查找
4. 使用runtime Associate方法关联的对象，需要在主对象dealloc的时候释放么？
无论在MRC下还是ARC下均不需要被关联的对象在生命周期内要比对象本身释放的晚很多，它们会在被 NSObject -dealloc 调用的object_dispose()方法中释放
补充：对象的内存销毁时间表，分四个步骤1、调用 -release ：引用计数变为零 * 对象正在被销毁，生命周期即将结束. * 不能再有新的 __weak 弱引用，否则将指向 nil. * 调用 [self dealloc] 2、 父类调用 -dealloc * 继承关系中最直接继承的父类再调用 -dealloc * 如果是 MRC 代码 则会手动释放实例变量们（iVars） * 继承关系中每一层的父类 都再调用 -dealloc 3、NSObject 调 -dealloc * 只做一件事：调用 Objective-C runtime 中object_dispose() 方法 4. 调用 object_dispose() * 为 C++ 的实例变量们（iVars）调用 destructors * 为 ARC 状态下的 实例变量们（iVars） 调用 -release * 解除所有使用 runtime Associate方法关联的对象 * 解除所有 __weak 引用 * 调用 free()
5. _objc_msgForward函数是做什么的？直接调用它将会发生什么？
_objc_msgForward是IMP类型，用于消息转发的：当向一个对象发送一条消息，但它并没有实现的时候，_objc_msgForward会尝试做消息转发
直接调用_objc_msgForward是非常危险
的事，这是把双刃刀，如果用不好会直接导致程序Crash，但是如果用得好，能做很多非常酷的事
JSPatch就是直接调用_objc_msgForward来实现其核心功能的
详细解说参见这里的第一个问题解答
6. 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？
- 不能向编译后得到的类中增加实例变量；
- 能向运行时创建的类中添加实例变量；
- 分析如下：
- 因为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，同时runtime 会调用class_setIvarLayout 或 class_setWeakIvarLayout来处理strong weak引用，所以不能向存在的类中添加实例变量
- 运行时创建的类是可以添加实例变量，调用 class_addIvar函数，但是得在调用objc_allocateClassPair之后，objc_registerClassPair之前，原因同上。
7. 简述下Objective-C中调用方法的过程（runtime）
- Objective-C是动态语言，每个方法在运行时会被动态转为消息发送，即：objc_msgSend(receiver, selector)，整个过程介绍如下：
- objc在向一个对象发送消息时，runtime库会根据对象的isa指针找到该对象实际所属的类
- 然后在该类中的方法列表以及其父类方法列表中寻找方法运行
- 如果，在最顶层的父类（一般也就NSObject）中依然找不到相应的方法时，程序在运行时会挂掉并抛出异常unrecognized selector sent to XXX
- 但是在这之前，objc的运行时会给出三次拯救程序崩溃的机会，这三次拯救程序奔溃的说明见问题《什么时候会报unrecognized selector的异常》中的说明
- 补充说明：Runtime 铸就了Objective-C 是动态语言的特性，使得C语言具备了面向对象的特性，在程序运行期创建，检查，修改类、对象及其对应的方法，这些操作都可以使用runtime中的对应方法实现。
8. 什么是method swizzling（俗称黑魔法）
- 简单说就是进行方法交换
- 在Objective-C中调用一个方法，其实是向一个对象发送消息，查找消息的唯一依据是selector的名字。利用Objective-C的动态特性，可以实现在运行时偷换selector对应的方法实现，达到给方法挂钩的目的
- 每个类都有一个方法列表，存放着方法的名字和方法实现的映射关系，selector的本质其实就是方法名，IMP有点类似函数指针，指向具体的Method实现，通过selector就可以找到对应的IMP
Snip20161207_7.png
- 交换方法的几种实现方式
- 利用 method_exchangeImplementations 交换两个方法的实现
- 利用 class_replaceMethod 替换方法的实现
- 利用 method_setImplementation 来直接设置某个方法的IMP
Snip20161207_8.png
三、补充（重要）
1、消息机制
-
1、方法调用底层实现
Snip20161107_5.png -
2、runtime:千万不要随便使用,不得已才使用
//消息机制:
//作用：调用已知私有方法，如调用没有在.h文件申明但是在.m文件实现了的方法
// 用runtime调用私有方法：方法编号后面开始,依次就是传入给方法的参数objc_msgSend(p, @selector(run: str:),20,@"haha"); objc_msgSend(p, @selector(eat)); // [p eat] => objc_msgSend(p, @selector(eat)); -
3、对象如何找到对应的方法去调用
// 方法保存到什么地方?对象方法保存到类中,类方法保存到元类(meta class)，每一个类都有方法列表methodList
//明确去哪个类中调用，通过isa指针- 1.根据对象的isa去对应的类查找方法,isa:判断去哪个类查找对应的方法 指向方法调用的类
- 2.根据传入的方法编号SEL，里面有个哈希列表，在列表中找到对应方法Method(方法名)
- 3.根据方法名(函数入口)找到函数实现，函数实现在方法区
2、交换方法
-
1、需求:比如我有个项目,已经开发2年,之前都是使用UIImage去加载图片,组长想要在调用imageNamed,就给我提示,是否加载成功，如果用方法2，每个调用imageNamed方法的，都要改成xmg_imageNamed：才能拥有这个功能，很麻烦。解决：用runtime交换方法，即下面方法3
①解决方式 自定义UIImage类，缺点：每次用要导入自己的类 ②解决方法:UIImage分类扩充一个这样方法，缺点：需要导入，无法写super和self，会干掉系统方法，解决：给系统方法加个前缀，与系统方法区分，如：xmg_imageNamed： ③交互方法实现，步骤： 1.提供分类 2.写一个有这样功能方法 3.用系统方法与这个功能方法交互实现，在+load方法中实现注意:在分类一定不要重写系统方法,就直接把系统方法干掉，如果真的想重写，在系统方法前面加前缀，方法里面去调用系统方法
思想:什么时候需要自定义,系统功能不完善,就自定义一个这样类,去扩展这个类
/#import "UIImage+Image.h" /#import <objc/message.h> @implementation UIImage (Image) // 加载类的时候调用,肯定只会调用一次 +(void)load { // 交互方法实现xmg_imageNamed,imageNamed /** 获取类方法名 @param Class cls,#> 获取哪个类方法 description#> @param SEL name#> 方法编号 description#> @return 返回Method(方法名) class_getClassMethod(<#__unsafe_unretained Class cls#>, <#SEL name#>) */ /** 获取对象方法名 @param Class cls,#> 获取哪个对象方法 description#> @param SEL name#> 方法编号 description#> @return 返回Method(方法名) class_getInstanceMethod(<#__unsafe_unretained Class cls#>, <#SEL name#>) */ Method imageNameMethod = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:)); Method xmg_imageNameMethod = class_getClassMethod(self, @selector(xmg_imageNamed:)); //用runtime对imageNameMethod和xmg_imageNameMethod方法进行交换 method_exchangeImplementations(imageNameMethod, xmg_imageNameMethod); } //外界调用imageNamed：方法，其实是调用下面方法，调用xmg_imageNamed就是调用imageNamed： + (UIImage *)xmg_imageNamed:(NSString *)name { //已经把xmg_imageNamed换成imageNamed，所以下面其实是调用的imageNamed： UIImage *image = [UIImage xmg_imageNamed:name]; if (image == nil) { NSLog(@"加载失败"); } return image; } @end
3、动态添加方法
动态添加方法:
为什么动态添加方法? OC都是懒加载,有些方法可能很久不会调用
应用场景：电商,视频,社交,收费项目:会员机制中，只要会员才拥有这些功能
- 1、美团面试题:有没有使用过performSelector,使用,什么时候使用?动态添加方法的时候使用? 为什么动态添加方法
// 默认OC方法都有两个默认存在的隐式参数,self(哪个类的方法),_cmd(方法编号) void run(id self, SEL _cmd, NSNumber *metre) { NSLog(@"跑了%@",metre); } - 2、什么时候调用:只要调用没有实现的方法 就会调用方法去解决，这里可以拿到那个未实现的方法名
// 作用:去解决没有实现方法,动态添加方法 +(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{ class:给谁添加方法 SEL:添加哪个方法 IMP:方法实现,函数入口,函数名，如：(IMP)run，方法名run强转成IMP type:方法类型，通过查苹果官方文档，V：void， class_addMethod(<#__unsafe_unretained Class cls#>, <#SEL name#>, <#IMP imp#>, <#const char *types#>) // [NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"eat"]; if (sel == @selector(run:)) { // 添加方法 class_addMethod(self, sel, (IMP)run,"v@:"); return YES; } return [super resolveInstanceMethod:sel]; }
4、动态添加属性
- 1、需求:给NSObject添加一个name属性,动态添加属性 -> runtime
思考：
①给NSObject添加分类，在分类中添加属性。问题：@property在分类中作用:仅仅是生成get,set方法声明，不会生成get,set方法实现和下划线成员属性，所以要在.m文件实现setter/getter方法，用static保存下滑线属性，这样一来，当对象销毁时，属性无法销毁
②用runtime动态添加属性：本质是让属性与某个对象产生一段关联
使用场景:给系统的类添加属性时
#import <objc/message.h>
@implementation NSObject (Property)
//static NSString *_name; //通过这样去保存属性没法做到对象销毁，属性也销毁，static依然会让属性存在缓存池中，所以需要动态的添加成员属性
// 只要想调用runtime方法,思考:谁的事情
-(void)setName:(NSString *)name
{
// 保存name
// 动态添加属性 = 本质:让对象的某个属性与值产生关联
/*
object:保存到哪个对象中
key:用什么属性保存 属性名
value:保存值
policy:策略,strong,weak
objc_setAssociatedObject(<#id object#>, <#const void *key#>, <#id value#>, <#objc_AssociationPolicy policy#>)
*/
objc_setAssociatedObject(self, "name", name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
// _name = name;
}
- (NSString *)name
{
return objc_getAssociatedObject(self, "name");
// return _name;
}
@end5、自动生成属性代码
开发中，从网络数据中解析出字典数组，将数组转为模型时，如果有几百个key需要用，要写很多@property成员属性，下面提供一个万能的方法，可直接将字典数组转为全部@property成员属性，打印出来，这样直接复制在模型中就好了
#import "NSDictionary+PropertyCode.h"
@implementation NSDictionary (PropertyCode)
//1️⃣通过这个方法，自动将字典转成模型中需要用的属性代码
// 私有API:真实存在,但是苹果没有暴露出来,不给你。如BOOL值，不知道类型，打印得知是__NSCFBoolean，但是无法敲出来，只能用NSClassFromString(@"__NSCFBoolean")
// isKindOfClass：判断下是否是当前类或者子类，BOOL是NSNumber的子类，要先判断BOOL
- (void)createPropetyCode
{
// 模型中属性根据字典的key
// 有多少个key,生成多少个属性
NSMutableString *codes = [NSMutableString string];
// 遍历字典
[self enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id _Nonnull key, id _Nonnull value, BOOL * _Nonnull stop) {
NSString *code = nil;
// NSLog(@"%@",[value class]);
if ([value isKindOfClass:[NSString class]]) {
code = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, strong) NSString *%@;",key];
} else if ([value isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFBoolean")]){
code = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, assign) BOOL %@;",key];
} else if ([value isKindOfClass:[NSNumber class]]) {
code = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, assign) NSInteger %@;",key];
} else if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) {
code = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, strong) NSArray *%@;",key];
} else if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]]) {
code = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, strong) NSDictionary *%@;",key];
}
// 拼接字符串
[codes appendFormat:@"%@
",code];
}];
NSLog(@"%@",codes);
}
@end6、KVC字典转模型
// 需求:就是在开发中,通常后台会给你很多数据,但是并不是每个数据都有用,这些没有用的数据,需不需要保存到模型中
@implementation Status
+ (instancetype)statusWithDict:(NSDictionary *)dict{
// 创建模型
Status *s = [[self alloc] init];
// 字典value转模型属性保存
[s setValuesForKeysWithDictionary:dict];
// s.reposts_count = dict[@"reposts_count"];
// 4️⃣MJExtension:可以字典转模型,而且可以不用与字典中属性一一对应,runtime,遍历模型中有多少个属性,直接去字典中取出对应value,给模型赋值
// 1️⃣setValuesForKeysWithDictionary:方法底层实现：遍历字典中所有key,去模型中查找对应的属性,把值给模型属性赋值，即调用下面方法：
/*
[dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id _Nonnull key, id _Nonnull obj, BOOL * _Nonnull stop) {
// source
// 这行代码才是真正给模型的属性赋值
[s setValue:dict[@"source"] forKey:@"source"]; //底层实现是：
2️⃣ [s setValue:dict[@"source"] forKey:@"source"];
1.首先会去模型中查找有没有setSource方法,直接调用set方法 [s setSource:dict[@"source"]];
2.去模型中查找有没有source属性,source = dict[@"source"]
3.去米线中查找有没有_source属性,_source = dict[@"source"]
4.调用对象的 setValue:forUndefinedKey:直接报错
[s setValue:obj forKey:key];
}];
*/
return s;
}
// 3️⃣用KVC，不想让系统报错，重写系统方法思想:
// 1.想给系统方法添加功能
// 2.不想要系统实现
- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key
{
}
@end7、MJExtention的底层实现
#import "NSObject+Model.h"
#import <objc/message.h>
// class_copyPropertyList(<#__unsafe_unretained Class cls#>, <#unsigned int *outCount#>) 获取属性列表
@implementation NSObject (Model)
/**
字典转模型
@param dict 传入需要转模型的字典
@return 赋值好的模型
*/
+ (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict
{
id objc = [[self alloc] init];
//思路： runtime遍历模型中属性,去字典中取出对应value,在给模型中属性赋值
// 1.获取模型中所有属性 -> 保存到类
// ivar:下划线成员变量 和 Property:属性
// 获取成员变量列表
// class:获取哪个类成员变量列表
// count:成员变量总数
//这个方法得到一个装有成员变量的数组
//class_copyIvarList(<#__unsafe_unretained Class cls#>, <#unsigned int *outCount#>)
int count = 0;
// 成员变量数组 指向数组第0个元素
Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
// 遍历所有成员变量
for (int i = 0; i < count; i++) {
// 获取成员变量 user
Ivar ivar = ivarList[i];
// 获取成员变量名称，即将C语言的字符转为OC字符串
NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
// 获取成员变量类型，用于获取二级字典的模型名字
NSString *type = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
// 将type这样的字符串@"@"User"" 转成 @"User"
type = [type stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@"" withString:@""];
type = [type stringByReplacingOccurrencesOfString:@""" withString:@""];
// 成员变量名称转换key，即去掉成员变量前面的下划线
NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
// 从字典中取出对应value dict[@"user"] -> 字典
id value = dict[key];
// 二级转换
// 并且是自定义类型,才需要转换
if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![type containsString:@"NS"]) { // 只有是字典才需要转换
Class className = NSClassFromString(type);
// 字典转模型
value = [className modelWithDict:value];
}
// 给模型中属性赋值 key:user value:字典 -> 模型
if (value) {
[objc setValue:value forKey:key];
}
}
return objc;
}
@end文／柳骏（简书作者）