iOS开发------之runtime的运用-类与对象&&&获取当前网络状态

类与对象：

最近有个同事问我关于“runtime机制”的问题，我想可能很多人对这个都不是太清楚，在这里，和大家分享一下我对于runtime机制的理解。要深入理解runtime，首先要从最基本的类与对象开始，本文将详细讲解OC中类与对象的结构层次，后续将逐渐更新如何利用runtime操作类。

首先，我们从/usr/include/objc/objc.h 和 runtime.h 中找到对 class 与 object 的定义：

 1 /// An opaque type that represents an Objective-C class.
 2 typedef struct objc_class *Class;
 3 
 4 /// Represents an instance of a class.
 5 struct objc_object {
 6     Class isa;
 7 };
 8 
 9 /// A pointer to an instance of a class.
10 typedef struct objc_object *id;

由此可见，Class是一个指向objc_class结构体的指针，而id是一个指向objc_object结构体的指针，其中的成员isa是一个指向objec_class结构体的指针。

下面我们来看看关于objc_class的定义：

    struct objc_class {
        Class isa; // 指向metaclass
        
        Class super_class ; // 指向父类
        const char *name ; // 类名
        long version ; // 类的版本信息，初始化默认为0，可以通过runtime函数class_setVersion或者class_getVersion进行修改、读取
        long info; // 一些标识信息,如CLS_CLASS (0x1L) 表示该类为普通 class ，其中包含实例方法和变量;CLS_META (0x2L) 表示该类为 metaclass，其中包含类方法;
        long instance_size ; // 该类的实例变量大小(包括从父类继承下来的实例变量);
        struct objc_ivar_list *ivars; // 用于存储每个成员变量的地址
        struct objc_method_list **methodLists ; // 与 info 的一些标志位有关,如CLS_CLASS (0x1L),则存储实例方法，如CLS_META (0x2L)，则存储类方法;
        struct objc_cache *cache; // 指向最近使用的方法的指针，用于提升效率；
        struct objc_protocol_list *protocols; // 存储该类声明遵守的协议
    }

可见，类与对象的区别仅仅在于类比对象的结构体中多了众多的成员，它们都可以当做一个objec_object来对待，也就是说类和对象都是对象，为了区别概念，这里引入一个术语：类对象（class object）和实例对象（instance object），这样我们就可以区别对象和类了（可别混淆了哦）。

下面详细介绍一下objec_class中各成员：

isa：objec_object（实例对象）中isa指针指向的类结构称为class（也就是该对象所属的类）其中存放着普通成员变量与动态方法（还记得“-”开头的方法吗？）；此处isa指针指向的类结构称为metaclass，其中存放着static类型的成员变量与static类型的方法（“+”开头的方法）。

super_class：指向该类的父类的指针，如果该类是根类（如NSObject或NSProxy），那么super_class就为NULL。

到这里我们可以看清楚OC中类与对象的继承层次关系：

注意点，所有的metaclass中isa指针都是指向根metaclass，而根metaclass则指向自身。根metaclass是通过继承根类产生的，与根class结构体成员一致，不同的是根metaclass的isa指针指向自身。

>当我们调用某个对象的实例方法时，它会首先在自身isa指针指向的类（class）methodLists中查找该方法，如果找不到则会通过class的super_class指针找到父类的类对象结构体，然后从methodLists中查找该方法，如果仍然找不到，则继续通过super_class向上一级父类结构体中查找，直至根class；

>当我们调用某个某个类方法时，它会首先通过自己的isa指针找到metaclass，并从其中methodLists中查找该类方法，如果找不到则会通过metaclass的super_class指针找到父类的metaclass对象结构体，然后从methodLists中查找该方法，如果仍然找不到，则继续通过super_class向上一级父类结构体中查找，直至根metaclass；

经过以上介绍，相信你已经对OC中对象与类的结构层次有了更深刻的认识。后面将会介绍如何利用runtime机制。

获取当前网络状态

上面写过runtime的一些东西，下面通过runtime获取一些苹果官方不想让你拿到的东西，比如，状态栏内部的控件属性。本文将通过runtime带你一步步拿到状态栏中显示网络状态的控件，然后通过监测该控件的属性来获取当前精确网络状态，比如2G/3G/4G/WIFI。

首先，我们需要拿到状态栏，然后通过runtime去探讨状态栏内部的组成结构。

1、导入运行时头文件

#import <objc/message.h>

2、编写运行时代码，获取到当前应用程序的所有成员变量

 1 #import "ViewController.h"
 2 #import <objc/message.h>
 3 
 4 @interface ViewController ()
 5 
 6 @end
 7 
 8 @implementation ViewController
 9 
10 - (void)viewDidAppear:(BOOL)animated
11 {
12     // 状态栏是由当前app控制的，首先获取当前app
13     UIApplication *app = [UIApplication sharedApplication];
14     
15     // 遍历当前app的所有属性，找到关于状态栏的
16     unsigned int outCount = 0;
17     
18     Ivar *ivars = class_copyIvarList(app.class, &outCount);
19     
20     for (int i = 0; i < outCount; i++) {
21         Ivar ivar = ivars[i];
22         printf("|%s", ivar_getName(ivar));
23     }
24 }
25 
26 @end

直接运行，可以看到打印结果为：

3、可以看app里确实有个关于状态栏的成员变量，我们通过KVC取出它

 1 - (void)viewDidAppear:(BOOL)animated
 2 {
 3     // 状态栏是由当前app控制的，首先获取当前app
 4     UIApplication *app = [UIApplication sharedApplication];
 5     
 6     id statusBar = [app valueForKeyPath:@"statusBar"];
 7     
 8     // 遍历状态栏的所有成员
 9     unsigned int outCount = 0;
10     Ivar *ivars = class_copyIvarList([statusBar class], &outCount);
11     
12     for (int i = 0; i < outCount; i++) {
13         Ivar ivar = ivars[i];
14         printf("|%s", ivar_getName(ivar));
15     }
16 }

运行后可以看到打印结果为

4、状态栏里有foregroundView这个成员，应该代表着所有当前显示的视图，通过KVC取出它里面的所有子视图

1 // 状态栏是由当前app控制的，首先获取当前app
2     UIApplication *app = [UIApplication sharedApplication];
3     
4     NSArray *children = [[[app valueForKeyPath:@"statusBar"] valueForKeyPath:@"foregroundView"] subviews];
5     
6     for (id child in children) {
7         NSLog(@"--%@", [child class]);
8     }

打印结果为

5、遍历数组，取出用于显示网络状态的视图，并遍历其内部的所有成员变量

 1 // 状态栏是由当前app控制的，首先获取当前app
 2     UIApplication *app = [UIApplication sharedApplication];
 3     
 4     NSArray *children = [[[app valueForKeyPath:@"statusBar"] valueForKeyPath:@"foregroundView"] subviews];
 5     
 6     for (id child in children) {
 7         if ([child isKindOfClass:NSClassFromString(@"UIStatusBarDataNetworkItemView")]) {
 8             // 遍历当前状态栏的所有属性，找到关于状态栏的
 9             unsigned int outCount = 0;
10             Ivar *ivars = class_copyIvarList([child class], &outCount);
11             
12             for (int i = 0; i < outCount; i++) {
13                 Ivar ivar = ivars[i];
14                 printf("|%s", ivar_getName(ivar));
15             }
16         }
17     }

打印结果为

6、下面通过KVC，取出dataNetworkType

1 if ([child isKindOfClass:NSClassFromString(@"UIStatusBarDataNetworkItemView")]) {
2             id type = [child valueForKeyPath:@"dataNetworkType"];
3             NSLog(@"_dataNetworkType class is %@, value is %@", [type class], type);
4         }

打印结果为：

可见，dataNetworkType类型是NSNumber，值是5。【以上均为模拟器测试】

经过测试，发现，可能的值为 1，2，3，5 分别对应的网络状态是2G、3G、4G及WIFI。当没有网络时，隐藏UIStatusBarDataNetworkItemView，无法获取dataNetworkType值

总结：

以下是完整的代码，并经过真机测试：

 1 - (void)viewDidAppear:(BOOL)animated
 2 {
 3     // 状态栏是由当前app控制的，首先获取当前app
 4     UIApplication *app = [UIApplication sharedApplication];
 5     
 6     NSArray *children = [[[app valueForKeyPath:@"statusBar"] valueForKeyPath:@"foregroundView"] subviews];
 7     
 8     int type = 0;
 9     for (id child in children) {
10         if ([child isKindOfClass:NSClassFromString(@"UIStatusBarDataNetworkItemView")]) {
11             type = [[child valueForKeyPath:@"dataNetworkType"] intValue];
12         }
13     }
14     NSLog(@"----%d", type); 
15 }

打印出的type数字对应的网络状态依次是：0 - 无网络; 1 - 2G; 2 - 3G; 3 - 4G; 5 - WIFI

建议：将获取的UIStatusBarDataNetworkItemView保存起来，定时去取它的dataNetworkType，这样就可以实时监控网络状态啦（KVO在这里是行不通的哟）

当然，此方法存在一定的局限性，比如当状态栏被隐藏的时候，无法使用此方法。