Runtime- 结合Demo, 让你轻松搞定

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关于Runtime的学习资料网上有很多了，但是大部分看起来有些晦涩难懂，看过一遍后让人感觉有些走马观花, 还是了解不透Runtime.所以趁着这几天的空闲时间, 我对自己了解的Runtime总结了一下，专门写了一个Demo, 主要讲少量常用的方法功能，以实用为主，这样才能更好更快的掌握Runtime的特性。结合着Demo学习会让你更快掌握, 搞定后不管是在开发还是面试的时候, 我相信对您的作用会比较大
强烈建议结合着Demo代码边看代码边看文档 Demo Github链接。

一.Runtime简介

我们应该都知道 Objective-C 是一门动态语言，它会将少量工作放在代码运行时才解决而并非编译时。也就是说，有很多类和成员变量在我们编译的时是不知道的，而在运行时，我们所编写的代码会转换成完整确实定的代码运行。

因而，只靠编译器是不够的，我们还需要一个运行时系统(Runtime system)来解决编译后的代码。

Runtime即我们通常叫的运行时，也就是程序在运行的时候做的事情。是 Objective-C底层的一套C语言的API,是 iOS 内部的核心之一，我们平常编写的 Objective-C 代码，底层都是基于它来实现的，Objective-C代码编译后，其实都是Runtime形式的C语言代码。

二.Runtime的作用

1.有些Objective-C不好实现的功能, 即可以使用Runtime, 比方:

• 动态交换两个方法的实现(常用于交换系统方法);
• 动态增加对象的成员变量和成员方法;
• 取得某个类的所有成员变量及方法.

2.有时候项目中遇到很多具体的问题, 就需要使用Runtime来实现了,比方:

• iOS黑魔法 Swizzle 的使用, 多用于阻拦系统自带的方法调用,比方阻拦imageNamed:、viewDidLoad、alloc等；
• 实现分类Category中可以添加属性;
• 实现NSCoding的自动归档和自动解档；
• 实现字典和模型的自动转换.

三.Runtime的使用

上面讲的可能让大家感觉还是不好了解, 比较书面, 下面我结合着具体的Demo来详细上面说到的功能. 强烈建议结合着Demo代码边看代码边看文档 Demo Github链接.

1.iOS黑魔法 Swizzle

要使用Swizzle, 首先需要引入头文件 <objc/runtime.h>.

交换两个方法的实现方法是:

void method_exchangeImplementations(Method m1 , Method m2)

• 交换自己设置类的方法实现
  创立一个Man类, 类中实现下面两个方法, 同时需要在.h中公告.

+ (void)eat {    NSLog(@"吃");}+ (void)drink {    NSLog(@"喝");}

在使用这个Man类的时候, 调用方法:

[Man eat];[Man drink];

打印出来的结果, 会先打印吃, 而后打印 喝.

接下来使用Swizzle, 交换两个方法的实现, 获取类方法使用class_getClassMethod ，获取对象方法使用class_getInstanceMethod.

// 获取两个类的类方法Method m1 = class_getClassMethod([Man class], @selector(eat));Method m2 = class_getClassMethod([Manclass], @selector(drink));// 开始交换方法实现method_exchangeImplementations(m1, m2);// 交换后，还是先调用 eat,而后调用 drink[Man eat];[Man drink];

打印出来的结果是, 先打印 喝, 再打印吃, 能够很显著的看出调用的还是这两个方法, 但方法的实现已经交换.

• 系统方法的阻拦交换

比方遇到需求 iOS9 以上的版本需要使用另一套图片, 这时候需要在一个个使用的地方判断版原本加载不同的图片吗? 这样会不会太繁琐呢? 有好的处理方法吗?

这时候即可以使用Swizzle, 来阻拦UIImage的 imageName这个加载图片的系统方法, 来交换成我们自己的方法.

(1) 创立一个UIImage的分类:（UIImage+Category）;
(2) 在分类中实现一个自己设置方法，方法中写要在系统方法中加入的语句，比方版本判断修改图片名;

//自己设置方法+ (UIImage *)yt_ImageNamed:(NSString *)name {    double version = [[UIDevice currentDevice].systemVersion doubleValue];    if (version >= 9.0) {        name = [name stringByAppendingString:@"_ios9"];    }    return [UIImage yt_ImageNamed:name]; //方法交换后, 调用imageNamed方法, 让有加载图片的功能}

注: 在自己设置方法最后需要调用系统的imageNamed方法, 来实现加载图片的功能, 由于交换了方法实现, 所以这里调用的是交换后的自己设置方法, 其实调用的是系统的imageNamed方法, 这里需要想想了解一下.

(3) Category中重写 UIImage 的 load 方法，实现方法的交换（只需能让其执行一次方法交换语句，load再合适不过了）
阻拦交换:

+ (void)load {    //获取两个类的类方法    Method m1 = class_getClassMethod([UIImage class], @selector(imageNamed:));    Method m2 = class_getClassMethod([UIImage class], @selector(yt_ImageNamed:));    //开始交换方法实现    method_exchangeImplementations(m1, m2); //注 在使用中, 假如iOS9以上版本使用另一版本的图片, 即可以交换系统的方法, 直接使用 imageNamed方法, 调用的是yt_ImageNamed的实现}

这样就实现了阻拦交换系统方法的功能, 在项目中遇到相似的问题可以灵活运用.

2.分类Category中创立属性

大家都知道, 一般情况下在 iOS 分类中是无法设置属性的，假如在分类的公告中写 @property 只能为其生成 get 和 set 方法的公告，但无法生成成员变量，就是尽管点语法能调用出来，但程序执行后会crash.

针对分类中创立属性, Runtime可以巧妙的实现,使用一下方法:

void objc_setAssociatedObject(id object , const void *key ,id value ,objc_AssociationPolicy policy)

讲需要设置的属性值绑定到当前类就可, 具体步骤如下:
(1).创立一个分类Category，比方给任何一个对象都增加一个name属性，就是NSObject增加分类（NSObject+Category）;
(2).先在.h 中 @property公告出 get 和 set方法，方便点语法调用;

@interface NSObject (Category)@property (nonatomic, copy) NSString *name; //公告属性, 系统生成set和get方法,方便点语法调用@end

(3).在.m 中重写name 的 set 和 get 方法，内部利用 Runtime 给属性赋值和取值.

#import "NSObject+Category.h"#import <objc/runtime.h>//.m中重写set和get方法, 内部利用runtime给属性赋值和取值@implementation NSObject (Category)char nameKey; //用于取值的key//set- (void)setName:(NSString *)name{    //将name值和对象关联起来, 将name值存储到当前对象中    /*参数:        object: 给哪个对象设置属性;        key: 一个属性对应一个key, 存储后需要通过这个key取出值, key可为double,int等任意类型, 建议用char可节省字节;        value: 给属性设置的值;        policy: 存储策略 (assign, copy, retain);     */    objc_setAssociatedObject(self, &nameKey, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY);}//get- (NSString *)name{    return objc_getAssociatedObject(self, &nameKey);}@end

3.获取类的所有成员变量

一个对象在归档和解档的 encodeWithCoder 和 initWithCoder: 方法中需要该对象所有的属性进行 decodeObjectForKey: 和 encodeObject: ，一般情况下需要对每个属性都写归解档, 增加或者删除属性对应也要修改, 十分的不方便, 但是通过 Runtime 我们公告中无论写多少个属性，都不需要再修改实现中的代码了。

(1)比方一个 Person 类,需要对它的成员变量进行归解档, 步骤如下:

• 通过runtime 获取当前所有成员变量名, 而后获取到各个变量值, 以变量名为 key进行归档:

//归档- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)coder{    [super encodeWithCoder:coder];        //获取所有成员变量    unsigned int outCount = 0;    /*     参数:     1.哪个类     2.接收值的地址, 用于存放属性的个数     3.返回值: 存放所有获取到的属性, 可调出名字和类型     */    Ivar *ivarArray = class_copyIvarList([self class], &outCount);        for (int i = 0; i < outCount; i++) {        Ivar ivar = ivarArray[i];        //将每个成员变量名转换为NSString对象类型        NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];                //忽略不需要归档的属性        if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) {            continue; //跳过本次循环        }                //通过成员变量名, 取出成员变量的值        id value = [self valueForKey:key];        //再把值归档        [coder encodeObject:value forKey:key];        //这两部就相当于 [coder encodeObject: @(self.name) forKey:@"_name"];    }    free(ivarArray);}

• 通过 runtime获取到所有成员变量名, 以变量名为 key 解档取出值:

//解档- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)coder{    self = [super initWithCoder:coder];    if (self) {        //获取所有成员变量        unsigned int outCount = 0;                Ivar *ivarArray = class_copyIvarList([self class], &outCount);                for (int i = 0; i < outCount; i++) {            Ivar ivar = ivarArray[i];            //获取每个成员变量名并转换为NSString对象类型            NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];                        //忽略不需要解档的属性            if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) {                continue;            }                        //根据变量名解档取值, 无论是什么类型            id value = [coder decodeObjectForKey:key];            //取出的值再设置给属性            [self setValue:value forKey:key];            //这两步相当于以前的 self.name = [coder decodeObjectForKey:@"_name"];        }        free(ivarArray); //释放内存    }    return self;}

以上就实现了利用 runtime 进行归解档, 比之前一个个变量进行方便了很多, 但是在实际的运用中, 假如遇到一个类需要归解档就这样写, 多个需要重复写, 这时候可以 在 NSObject 的分类中时间归解档, 这样各个类使用时候只要要简单的几句即可以实现, 步骤如下:
(1).为 NSObject 创立分类, 并在 .h 中公告归解档的方法, 便于子类的使用;

@interface NSObject (Extension)- (NSArray *)ignoredNames;- (void)encode:(NSCoder *)aCoder; //重写方法, 避免覆盖系统方法- (void)decode:(NSCoder *)aDecoder;@end

(2)归档:

- (void)encode:(NSCoder *)aCoder{        //一层层父类往上查找, 对父类的属性执行归解档方法    Class c = self.class;    while (c && c != [NSObject class]) {                unsigned int outCount = 0;        Ivar *ivarArray = class_copyIvarList([self class], &outCount);                for (int i = 0; i < outCount; i++) {            Ivar ivar = ivarArray[i];            NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];                        //假如有实现该方法再去调用            if ([self respondsToSelector:@selector(ignoredNames)]) {                if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) {                    continue;                }            }                        id value = [self valueForKey:key];            [aCoder encodeObject:value forKey:key]; //归档        }        free(ivarArray);        c = [c superclass]; //向上查找父类    }    }

(3).解档:

- (void)decode:(NSCoder *)aDecoder{        Class c = self.class;    while (c && c != [NSObject class]) {                unsigned int outCount = 0;        Ivar *ivarAaary = class_copyIvarList([self class], &outCount);                for (int i = 0; i < outCount; i++) {            Ivar ivar = ivarAaary[i];            NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];                        if ([self respondsToSelector:@selector(ignoredNames)]) {                if ([[self ignoredNames] containsObject:key]) {                    continue;                }            }                        id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key];            [self setValue:value forKey:key]; //解档并赋值        }        free(ivarAaary);        c = [c superclass];    }    }

上面的代码公告的方法, 我换了一个方法名（不然会覆盖系统原来的方法！），同时加了一个忽略属性方法能否被实现的判断，便于在使用时候对不需要进行归解档的属性进行判断, 同时还加上了对父类属性的归解档循环。

这样再使用之后只要要简单的几行代码即可以实现归解档, 例如对 Cat 类进行归解档:

@implementation Car//设置需要忽略的属性- (NSArray *)ignoredNames{    return @[@"head"];}//在系统方法中调用自己设置方法- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)coder{    self = [super init];    if (self) {        [self decode:coder];    }    return self;}- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)coder{    [self encode:coder];}@end

4.字典转模型

一般我们都是使用 KVC 进行字典转模型，但是它还是有肯定的局限性，例如：模型属性和键值对对应不上会crash（尽管可以重写setValue:forUndefinedKey: 方法防止报错），模型属性是一个对象或者者数组时不好解决等问题，所以无论是效率还是功能上，利用 runtime 进行字典转模型都是比较好的选择.

字典转模型我们需要考虑三种特殊情况：
1.字典的key和模型的属性匹配不上;
2.模型中嵌套模型（模型属性是另外一个模型对象）;
3.数组中装着模型（模型的属性是一个数组，数组中是一个个模型对象）.

针对上面的三种特殊情况，我们一个个详解下解决过程.
(1).先是字典的 key 和模型的属性不对应的情况。
不对应的情况有两种，一种是字典的键值大于模型属性数量，这时候我们不需要任何解决，由于 runtime 是先遍历模型所有属性，再去字典中根据属性名找对应值进行赋值，多余的键值对也当然不会去看了；另外一种是模型属性数量大于字典的键值对，这时候因为属性没有对应值会被赋值为nil，就会导致crash，我们只要加一个判断就可,代码如下:

- (void)setDict:(NSDictionary *)dict {        Class c = self.class;    while (c &&c != [NSObject class]) {                unsigned int outCount = 0;        Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount);        for (int i = 0; i < outCount; i++) {            Ivar ivar = ivars[i];            NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];                        // 成员变量名转为属性名（去掉下划线 _ ）            key = [key substringFromIndex:1];            // 取出字典的值            id value = dict[key];                        // 假如模型属性数量大于字典键值对数理，模型属性会被赋值为nil而报错,这时候判断值是nil的话, 忽略这个模型的属性就可.            if (value == nil) continue;                        // 将字典中的值设置到模型上            [self setValue:value forKeyPath:key];        }        free(ivars);        c = [c superclass];    }}

(2).模型属性是另外一个模型对象的情况, 这时候我们就需要利用 runtime 的ivar_getTypeEncoding 方法获取模型对象类型，对该模型对象类型再进行字典转模型，也就是进行递归，需要注意的是我们要排除系统的对象类型，例如NSString，下面的方法中我增加了一个类方法方便递归。

#import "NSObject+JSONExtension.h"#import <objc/runtime.h>@implementation NSObject (JSONExtension)- (void)setDict:(NSDictionary *)dict {        Class c = self.class;    while (c &&c != [NSObject class]) {                unsigned int outCount = 0;        Ivar *ivars = class_copyIvarList(c, &outCount);        for (int i = 0; i < outCount; i++) {            Ivar ivar = ivars[i];            NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];                        // 成员变量名转为属性名（去掉下划线 _ ）            key = [key substringFromIndex:1];            // 取出字典的值            id value = dict[key];                        // 假如模型属性数量大于字典键值对数理，模型属性会被赋值为nil而报错            if (value == nil) continue;                        // 取得成员变量的类型            NSString *type = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];                        // 假如属性是对象类型            NSRange range = [type rangeOfString:@"@"];            if (range.location != NSNotFound) {                // 那么截取对象的名字（比方@"Dog"，截取为Dog）                type = [type substringWithRange:NSMakeRange(2, type.length - 3)];                // 排除系统的对象类型                if (![type hasPrefix:@"NS"]) {                    // 将对象名转换为对象的类型，将新的对象字典转模型（递归）                    Class class = NSClassFromString(type);                    value = [class objectWithDict:value];                }            }                        // 将字典中的值设置到模型上            [self setValue:value forKeyPath:key];        }        free(ivars);        c = [c superclass];    }}+ (instancetype )objectWithDict:(NSDictionary *)dict {    NSObject *obj = [[self alloc]init];    [obj setDict:dict];    return obj;}

(3).第三种情况是模型的属性是一个数组，数组中是一个个模型对象,我们既然能获取到属性类型，那即可以阻拦到模型的那个数组属性，进而对数组中每个数据遍历并字典转模型，但是我们不知道数组中的模型都是什么类型，我们可以公告一个方法，该方法目的不是让其调用，而是让其实现并返回数组中模型的类型, 这样即可以对数组中的数据进行字典转模型.
在分类中公告了 arrayObjectClass 方法, 子类调用返回数组中模型的类型就可.

@interface NSObject (JSONExtension)- (void)setDict: (NSDictionary *)dict;+ (instancetype)objectWithDict: (NSDictionary *)dict;//告诉数组中都是什么类型的模型对象- (NSString *)arrayObjectClass;@end

而后进行字典转模型:

#import "NSObject+JSONExtension.h"#import <objc/runtime.h>@implementation NSObject (JSONExtension)- (void)setDict:(NSDictionary *)dict{        Class c = self.class;    while (c && c != [NSObject class]) {        unsigned int outCount = 0;        Ivar *ivarArray = class_copyIvarList([self class], &outCount);                for (int i = 0; i < outCount; i++) {            Ivar ivar = ivarArray[i];            NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];                        //成员变量名转为属性名(去掉下划线_)            key = [key substringFromIndex:1];            //取出字典的值            id value = dict[key];                        //假如模型属性数量大于字典键值对数量,则key对应dict中没有值, 模型属性会被赋值为nil而报错            if (value == nil) {                continue;            }                        //取得成员变量的类型            NSString *type = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];                        //假如属性是对象类型            NSRange range = [type rangeOfString:@""];            if (range.location != NSNotFound) {                //那么截取对象的名字(比方@"Dog", 截取为Dog)                type = [type substringWithRange:NSMakeRange(2, type.length - 3)];                //排除系统的对象类型                if (![type hasPrefix:@"NS"]) {                    //将对象名转换为对象的类型, 将新的对象字典转模型(递归)                    Class class = NSClassFromString(type);                    value = [class objectWithDict:value];                }else if ([type isEqualToString:@"NSArray"]){                    //假如是数组类型, 将数组中的每个模型进行字典转模型                    NSArray *array = (NSArray *)value;                    NSMutableArray *mArray = [NSMutableArray array];//先创立一个临时数组存放模型                                        //获取到每个模型的类型                    id class;                    if ([self respondsToSelector:@selector(arrayObjectClass)]) {                        NSString *classStr = [self arrayObjectClass];                        class = NSClassFromString(classStr);                    }else{                        NSLog(@"数组内模型是未知类型");                        return;                    }                                        //将数组中的所有模型进行字典转模型                    for (int i = 0; i < array.count; i++) {                        [mArray addObject:[class objectWithDict:value[i]]];                    }                                        value = mArray;                }            }                        //将字典中的值设置到模型上            [self setValue:value forKey:key];        }    }    }+ (instancetype)objectWithDict:(NSDictionary *)dict{    NSObject *obj = [[self alloc] init];    [obj setDict:dict];    return obj;}@end

以上详情了几点Runtime的特性, 并结合我们开发中可能遇到的情况就行讲解, 这样大家可以更好的了解, 建议大家对照着我的 Demo 详细看下, 自己也试一试, 只有自己动手才能真正的了解.

有什么问题可以随时给我留言, 我看到后会第一时间回复, 假如看完文章感觉对您有所帮忙的话, 不妨关注喜欢下哦, 看 demo 时候麻烦也 star下!!!