我們這里只討論一下我們平常工作中常用的特性，當(dāng)然，它有大量功能，只是我們并不一定用的到，類似objc_msgSend這種的我們也不作介紹。
Objective-C runtime已經(jīng)開源了，有閱讀源碼習(xí)慣的程序員可以前往官網(wǎng)下載閱讀。
下面是下載地址：
http://www.opensource.apple.com/tarballs/objc4/
添加、獲取屬性
以開源庫SVPullToRefresh（SVPullToRefresh是一個(gè)提供上下拉刷新的庫）舉例。
在UIScrollView+SVPullToRefresh這個(gè)Category上，SVPullToRefresh 給UIScrollView動(dòng)態(tài)添加了一個(gè)屬性，我們以SVPullToRefreshView *pullToRefreshView這個(gè)屬性舉例。
在UIScrollView+SVPullToRefresh.h上先申明了這個(gè)屬性
@property (nonatomic, strong, readonly) SVPullToRefreshView *pullToRefreshView;
之后，在UIScrollView+SVPullToRefresh.m中重寫了它的Setter和Getter方法，分別如下：
Setter:
- (void)setPullToRefreshView:(SVPullToRefreshView *)pullToRefreshView {
//[self willChangeValueForKey:@"SVPullToRefreshView"];
objc_setAssociatedObject(self, &UIScrollViewPullToRefreshView,
pullToRefreshView,
OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
//[self didChangeValueForKey:@"SVPullToRefreshView"];
}
我們將注釋掉的兩行忽略，只看中間的一行：
objc_setAssociatedObject(self, &UIScrollViewPullToRefreshView,
pullToRefreshView,
OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
語法結(jié)構(gòu)如下：
void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
這個(gè)方法用于使用一個(gè)給定的Key和policy，將對(duì)象和值(Value)相關(guān)聯(lián)。
object:需要關(guān)聯(lián)的對(duì)象
key:用于關(guān)聯(lián)的Key
value:使用Key來關(guān)聯(lián)在對(duì)象上的值，如果設(shè)置為nil，則清除已綁定的值。
policy:關(guān)聯(lián)的策略，提供assign、retain、copy等策略。
Getter:
- (SVPullToRefreshView *)pullToRefreshView {
return objc_getAssociatedObject(self, &UIScrollViewPullToRefreshView);
}
和上面類似，這里使用的是runtime里面的這個(gè)方法：
id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)
這個(gè)方法用于獲取對(duì)象相關(guān)聯(lián)的值，與上面的方法相呼應(yīng)。
objc_getAssociatedObject這種方式只能獲取已知的屬性，如果一個(gè)類有很多屬性，但是我們可能并不知道它的具體名稱和類型，那怎么辦呢？
我們以JsonModel舉例，JsonModel是一個(gè)Json轉(zhuǎn)Model的一個(gè)庫，一般用于將從服務(wù)端或者某處獲得的Json字符串映射到對(duì)象上，并完成填充工作。
我們以官方文檔上的例子舉例：
#import "JSONModel.h"
@interface CountryModel : JSONModel
@property (strong, nonatomic) NSString* country;
@end
我們寫了一個(gè)類，名叫CountryModel,繼承于JSONModel,我們?cè)?code>CountryModel中聲明了名叫country的一個(gè)NSString類型的屬性。
之后，我們將獲取到的Json字符串進(jìn)行填充的時(shí)候，它就自動(dòng)填充好了。
#import "CountryModel.h"
...
NSString* json = (fetch here JSON from Internet) ...
NSError* err = nil;
CountryModel* country = [[CountryModel alloc] initWithString:json error:&err];
如果不考慮一些其他東西的話，這要比我們手寫賦值要簡單，起碼可以省一些代碼。那，它是怎么實(shí)現(xiàn)的呢，我們看一下它的源代碼：
JsonModel.m
-(void)__inspectProperties
{
...
while (class != [JSONModel class]) {
//JMLog(@"inspecting: %@", NSStringFromClass(class));
unsigned int propertyCount;
objc_property_t *properties = class_copyPropertyList(class, &propertyCount);
for (unsigned int i = 0; i < propertyCount; i++) {
JSONModelClassProperty* p = [[JSONModelClassProperty alloc] init];
//get property name
objc_property_t property = properties[i];
const char *propertyName = property_getName(property);
p.name = @(propertyName);
...
}
這個(gè)是JsonModel中最主要的方法之一，比較長，我只摘取其中的一部分，忽略了很多其他特性，比如它使用protocol的方式去給屬性添加option等描述，或者從protocol上取類名，再給數(shù)組賦值。
JsonModel會(huì)遍歷Model,通過class_copyPropertyList方法來獲取類上所有的屬性：
objc_property_t *class_copyPropertyList(Class cls, unsigned int *outCount)
通過property_getName方法來獲取屬性名稱：
const char *propertygetName(objcproperty_t property)
之后會(huì)依據(jù)此名稱，進(jìn)行其他操作，這里不提。
objc_getAssociatedObject、class_copyPropertyList、property_getName和objc_setAssociatedObject方法讓我們?cè)陂_發(fā)中，可以很方便的對(duì)對(duì)象進(jìn)行屬性獲取和屬性添加的操作。
添加、獲取、替換方法
蘋果提供了Category等方式，使得我們可以很簡單的給已知類添加方法。但是在很多時(shí)候，我們需要依據(jù)某些條件，在運(yùn)行時(shí)給這些類添加方法，這個(gè)時(shí)候我們可以使用runtime提供的一些方法。
以開源庫Aspects為例，Aspects是一個(gè)攔截器，它可以在某個(gè)方法運(yùn)行前、運(yùn)行后進(jìn)行攔截，來加載其他的一些操作，或者替換整個(gè)方法。
使用方式類似于下面這種：
[UIViewController aspect_hookSelector:@selector(viewWillAppear:) withOptions:AspectPositionAfter usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo, BOOL animated) {
NSLog(@"View Controller %@ will appear animated: %tu", aspectInfo.instance, animated);
} error:NULL];
如果現(xiàn)在有這么一個(gè)需求，要給所有VC的viewWillAppear:方法上加一個(gè)log的方法，我們可能會(huì)使用繼承的辦法，在基類上面重寫viewWillAppear:方法，并添加打印的辦法，之后其他VC需要繼承我們這個(gè)基類。除此之外，使用Aspects攔截viewWillAppear:，然后在執(zhí)行之前或者執(zhí)行之后添加log方法，也是一種辦法，這里并不探討孰優(yōu)孰劣。
我們來看一下它的實(shí)現(xiàn)原理：
static void aspect_prepareClassAndHookSelector(NSObject *self, SEL selector, NSError **error) {
NSCParameterAssert(selector);
Class klass = aspect_hookClass(self, error);
Method targetMethod = class_getInstanceMethod(klass, selector);
IMP targetMethodIMP = method_getImplementation(targetMethod);
if (!aspect_isMsgForwardIMP(targetMethodIMP)) {
// Make a method alias for the existing method implementation, it not already copied.
const char *typeEncoding = method_getTypeEncoding(targetMethod);
SEL aliasSelector = aspect_aliasForSelector(selector);
if (![klass instancesRespondToSelector:aliasSelector]) {
__unused BOOL addedAlias = class_addMethod(klass, aliasSelector, method_getImplementation(targetMethod), typeEncoding);
NSCAssert(addedAlias, @"Original implementation for %@ is already copied to %@ on %@", NSStringFromSelector(selector), NSStringFromSelector(aliasSelector), klass);
}
// We use forwardInvocation to hook in.
class_replaceMethod(klass, selector, aspect_getMsgForwardIMP(self, selector), typeEncoding);
AspectLog(@"Aspects: Installed hook for -[%@ %@].", klass, NSStringFromSelector(selector));
}
}
上面的代碼是用來hook類并添加或者替換方法的。
這里入?yún)⑸厦娴膕elector即我們的@selector(viewWillAppear:) 。
Method targetMethod = class_getInstanceMethod(klass, selector);
IMP targetMethodIMP = method_getImplementation(targetMethod);
class_getInstanceMethod方法可以獲取到指定類的指定方法，返回的是一個(gè)Method，而通過method_getImplementation方法獲取到Method結(jié)構(gòu)體的IMP指針。
(這個(gè)Method是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，這里不多說明，大家可以自行查看一下runtime的源碼中對(duì)Method結(jié)構(gòu)體的定義，在objc-private.h中可以找到，或者你可以參考我的另一篇博客Objective-C中為什么不支持泛型方法。)
SEL aliasSelector = aspect_aliasForSelector(selector);
之后，使用aspect_aliasForSelector方法，給selector添加了一個(gè)前綴，新的方法名為aspects__viewWillAppear:。
__unused BOOL addedAlias = class_addMethod(klass, aliasSelector, method_getImplementation(targetMethod), typeEncoding);
class_addMethod方法會(huì)給類動(dòng)態(tài)添加方法，這里就是給UIViewController添加了一個(gè)aspects__viewWillAppear方法，而這個(gè)方法的實(shí)現(xiàn)，依然是原來viewWillAppear:方法的實(shí)現(xiàn)。
到這一步，Aspects只是給類添加了一個(gè)aspects__viewWillAppear:方法，并沒有hook進(jìn)去。
class_replaceMethod(klass, selector, aspect_getMsgForwardIMP(self, selector), typeEncoding);
class_replaceMethod方法，顧名思義，用來替換方法的。這個(gè)方法使用aspects__viewWillAppear:替換了viewWillAppear:方法，但是類里面并沒有實(shí)現(xiàn)aspects__viewWillAppear:方法，這個(gè)意思就是說，當(dāng)執(zhí)行viewWillAppear:方法的時(shí)候，就會(huì)去執(zhí)行aspects__viewWillAppear:,而aspects__viewWillAppear:這個(gè)方法我們并沒有實(shí)現(xiàn)。那會(huì)不會(huì)掛呢。。。
Aspects這里使用了一個(gè)特殊的辦法來hook。
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
NSObject中提供了forwardInvocation:方法，這個(gè)方法會(huì)在對(duì)象收到一個(gè)無法響應(yīng)的selector之后，給forwardInvocation:方法發(fā)一條消息，或者說調(diào)用一下NSObject的這個(gè)方法。
我們回到最上面的一條方法：
Class klass = aspect_hookClass(self, error);
這個(gè)方法會(huì)調(diào)用這么幾個(gè)方法，其中有一個(gè)是:
static NSString *const AspectsForwardInvocationSelectorName = @"__aspects_forwardInvocation:";
static void aspect_swizzleForwardInvocation(Class klass) {
NSCParameterAssert(klass);
// If there is no method, replace will act like class_addMethod.
IMP originalImplementation = class_replaceMethod(klass, @selector(forwardInvocation:), (IMP)__ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__, "v@:@");
if (originalImplementation) {
class_addMethod(klass, NSSelectorFromString(AspectsForwardInvocationSelectorName), originalImplementation, "v@:@");
}
AspectLog(@"Aspects: %@ is now aspect aware.", NSStringFromClass(klass));
}
上面的這個(gè)方法會(huì)用__aspects_forwardInvocation:方法來替換forwardInvocation:方法。Aspects創(chuàng)建了AspectInfo這個(gè)類，里面包含類實(shí)例和一個(gè)NSInvocation，這個(gè)NSInvocation就來自于forwardInvocation:方法的傳參。Aspects再將AspectInfo實(shí)例關(guān)聯(lián)到對(duì)象上。
當(dāng)程序執(zhí)行viewWillAppear:時(shí)，就會(huì)執(zhí)行替換過的aspects__viewWillAppear:方法，由于并沒有這個(gè)方法的實(shí)現(xiàn)，那么就會(huì)走forwardInvocation:方法，這個(gè)方法也已經(jīng)被替換為__aspects_forwardInvocation:方法，那么最終走的就會(huì)是__aspects_forwardInvocation:這個(gè)方法。
OK，我們理清了。
我們繼續(xù)：
static void __ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__(__unsafe_unretained NSObject *self, SEL selector, NSInvocation *invocation) {
NSCParameterAssert(self);
NSCParameterAssert(invocation);
SEL originalSelector = invocation.selector;
SEL aliasSelector = aspect_aliasForSelector(invocation.selector);
invocation.selector = aliasSelector;
AspectsContainer *objectContainer = objc_getAssociatedObject(self, aliasSelector);
AspectsContainer *classContainer = aspect_getContainerForClass(object_getClass(self), aliasSelector);
AspectInfo *info = [[AspectInfo alloc] initWithInstance:self invocation:invocation];
NSArray *aspectsToRemove = nil;
// Before hooks.
aspect_invoke(classContainer.beforeAspects, info);
aspect_invoke(objectContainer.beforeAspects, info);
// Instead hooks.
BOOL respondsToAlias = YES;
if (objectContainer.insteadAspects.count || classContainer.insteadAspects.count) {
aspect_invoke(classContainer.insteadAspects, info);
aspect_invoke(objectContainer.insteadAspects, info);
}else {
Class klass = object_getClass(invocation.target);
do {
if ((respondsToAlias = [klass instancesRespondToSelector:aliasSelector])) {
[invocation invoke];
break;
}
}while (!respondsToAlias && (klass = class_getSuperclass(klass)));
}
// After hooks.
aspect_invoke(classContainer.afterAspects, info);
aspect_invoke(objectContainer.afterAspects, info);
// If no hooks are installed, call original implementation (usually to throw an exception)
if (!respondsToAlias) {
invocation.selector = originalSelector;
SEL originalForwardInvocationSEL = NSSelectorFromString(AspectsForwardInvocationSelectorName);
if ([self respondsToSelector:originalForwardInvocationSEL]) {
((void( *)(id, SEL, NSInvocation *))objc_msgSend)(self, originalForwardInvocationSEL, invocation);
}else {
[self doesNotRecognizeSelector:invocation.selector];
}
}
// Remove any hooks that are queued for deregistration.
[aspectsToRemove makeObjectsPerformSelector:@selector(remove)];
}
這里有個(gè)宏定義，aspect_invoke，這個(gè)方法是這樣的:
#define aspect_invoke(aspects, info) for (AspectIdentifier *aspect in aspects) { [aspect invokeWithInfo:info]; if (aspect.options & AspectOptionAutomaticRemoval) { aspectsToRemove = [aspectsToRemove?:@[] arrayByAddingObject:aspect]; } }
aspect_invoke方法會(huì)遍歷AspectsContainer上綁定的AspectIdentifier,然后去執(zhí)行AspectIdentifier上的- (BOOL)invokeWithInfo:(id<AspectInfo>)info方法，這個(gè)方法中會(huì)執(zhí)行[blockInvocation invokeWithTarget:self.block];方法，而這個(gè)self.block就是
+ (id<AspectToken>)aspect_hookSelector:(SEL)selector
withOptions:(AspectOptions)options
usingBlock:(id)block
error:(NSError **)error;
這個(gè)方法上的block。
所以__ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__方法在執(zhí)行上，會(huì)先去執(zhí)行beforeAspects數(shù)組中的AspectIdentifier,之后執(zhí)行insteadAspects數(shù)組中的AspectIdentifier,最后到afterAspects。這就實(shí)現(xiàn)了在方法前和方法后的hook。
class_getInstanceMethod、class_addMethod、class_replaceMethod方法，讓我們?cè)陂_發(fā)中可以很方便的獲取、添加、替換對(duì)象的方法。當(dāng)然，如果你想獲取對(duì)象所有的方法的話，你可以使用Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL name)這個(gè)方法。
交換方法
UITextView+Placeholder是一個(gè)用來給UITextView添加Placeholder的category，在它的源碼里面有這么一個(gè)方法：
- (void)swizzledDealloc {
[[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];
UILabel *label = objc_getAssociatedObject(self, @selector(placeholderLabel));
if (label) {
for (NSString *key in self.class.observingKeys) {
@try {
[self removeObserver:self forKeyPath:key];
}
@catch (NSException *exception) {
// Do nothing
}
}
}
[self swizzledDealloc];
}
我們?cè)?code>swizzledDealloc方法最后看到了這么一行:
[self swizzledDealloc];
這不死循環(huán)了嘛！其實(shí)不是。
在這個(gè)類的load方法上，已經(jīng)將dealloc方法和swizzledDealloc方法進(jìn)行交換了。我們看下面的代碼：
+ (void)load {
[super load]; method_exchangeImplementations(class_getInstanceMethod(self.class, NSSelectorFromString(@"dealloc")),
class_getInstanceMethod(self.class, @selector(swizzledDealloc)));
}
我們?cè)谡{(diào)用dealloc的時(shí)候，實(shí)際上會(huì)去走swizzledDealloc方法，而在swizzledDealloc方法中調(diào)用swizzledDealloc方法，會(huì)去走真正的dealloc方法。
這種方法可以實(shí)現(xiàn)一定的hook，通過這種方式我們依然可以在某個(gè)方法執(zhí)行前、執(zhí)行后添加代碼，或者直接替換方法。
獲取、添加類
這是一個(gè)很有意思的東西。
現(xiàn)在，某個(gè)實(shí)習(xí)生接到了這么一個(gè)任務(wù)：目前項(xiàng)目中都是使用UIAlertView,現(xiàn)在需要在iOS8上使用UIAlertController來代替UIAlertView，而在iOS8下，依然保持原樣。
項(xiàng)目現(xiàn)在比較大，那怎么辦呢，他想到了一個(gè)辦法，做了一個(gè)XXAlertView,所有人使用AlertView的時(shí)候，都使用XXAlertView, XXAlertView接口和UIAlertView接口比較一致，修改的量倒不是很大。但是如果以后某個(gè)實(shí)習(xí)生不小心忘記使用XXAlertView，而直接使用了UIAlertController，導(dǎo)致程序掛了怎么辦呢?那是否要使用另一個(gè)腳本或工具來保證這種事情不會(huì)發(fā)生呢?
當(dāng)然，這是一種辦法，有沒有其他更簡單的辦法呢？有！
(當(dāng)然，我不是說上面的辦法不好，也不是說下面的辦法更好，這只是一種方式。)
我們可以對(duì)iOS8以下的系統(tǒng)添加一個(gè)類，名叫UIAlertController,API與系統(tǒng)UIAlertController保持一致。開發(fā)人員在以后的程序開發(fā)中，都寫UIAlertController，他不用時(shí)刻提醒自己，要使用XXAlertView，完全可以按照自己的習(xí)慣寫。哪怕他沒寫UIAlertController，而寫了UIAlertView也沒事，好歹可以正常工作的。
FDStackView是一個(gè)ForkingDog組織開發(fā)和維護(hù)的一個(gè)開源項(xiàng)目。
UIStackView是iOS9上新增加的一種很方便進(jìn)行流式布局的工具，很好，很強(qiáng)，但是只在iOS9及其以上。所以，他們做了一個(gè)FDStackView。
只需要將代碼添加到工程中，不需要import。什么也不用做，就和平時(shí)寫UIStackView一樣。
在iOS9及其以上，自然會(huì)調(diào)用系統(tǒng)的UIStackView,而在iOS9以下，會(huì)使用FDStackView替換UIStackView。
怎么實(shí)現(xiàn)的呢，我們看源碼：
// ----------------------------------------------------
// Runtime injection start.
// Assemble codes below are based on:
// https://github.com/0xced/NSUUID/blob/master/NSUUID.m
// ----------------------------------------------------
#pragma mark - Runtime Injection
__asm(
".section __DATA,__objc_classrefs,regular,no_dead_strip\n"
#if TARGET_RT_64_BIT
".align 3\n"
"L_OBJC_CLASS_UIStackView:\n"
".quad _OBJC_CLASS_$_UIStackView\n"
#else
".align 2\n"
"_OBJC_CLASS_UIStackView:\n"
".long _OBJC_CLASS_$_UIStackView\n"
#endif
".weak_reference _OBJC_CLASS_$_UIStackView\n"
);
// Constructors are called after all classes have been loaded.
__attribute__((constructor)) static void FDStackViewPatchEntry(void) {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
@autoreleasepool {
// >= iOS9.
if (objc_getClass("UIStackView")) {
return;
}
Class *stackViewClassLocation = NULL;
#if TARGET_CPU_ARM
__asm("movw %0, :lower16:(_OBJC_CLASS_UIStackView-(LPC0+4))\n"
"movt %0, :upper16:(_OBJC_CLASS_UIStackView-(LPC0+4))\n"
"LPC0: add %0, pc" : "=r"(stackViewClassLocation));
#elif TARGET_CPU_ARM64
__asm("adrp %0, L_OBJC_CLASS_UIStackView@PAGE\n"
"add %0, %0, L_OBJC_CLASS_UIStackView@PAGEOFF" : "=r"(stackViewClassLocation));
#elif TARGET_CPU_X86_64
__asm("leaq L_OBJC_CLASS_UIStackView(%%rip), %0" : "=r"(stackViewClassLocation));
#elif TARGET_CPU_X86
void *pc = NULL;
__asm("calll L0\n"
"L0: popl %0\n"
"leal _OBJC_CLASS_UIStackView-L0(%0), %1" : "=r"(pc), "=r"(stackViewClassLocation));
#else
#error Unsupported CPU
#endif
if (stackViewClassLocation && !*stackViewClassLocation) {
Class class = objc_allocateClassPair(FDStackView.class, "UIStackView", 0);
if (class) {
objc_registerClassPair(class);
*stackViewClassLocation = class;
}
}
}
});
}
FDStackView使用了一段來自NSUUID的代碼，有一些匯編，不好懂（其實(shí)一定意義上來說，這里面一部分已經(jīng)不是runtime的特性了，不過也確實(shí)是在運(yùn)行時(shí)去做的，我這里也就一并搬上來了）。大家有興趣可以看一下yaqing對(duì)這段匯編的解釋。
那么，上面代碼中的objc_getClass就是獲取類的一種方式，當(dāng)然,還有objc_lookUpClass、NSClassFromString等方式。
添加類的話，可以使用objc_addClass方法。這與我們上面的舉例不一樣，主要是因?yàn)?code>FDStackView類創(chuàng)建的類是需要去替換UIStackView類的，在iOS9以下，UIStackView類即FDStackView類。
FDStackView的這種做法很方便，但是，也有個(gè)問題，在低版本上，對(duì)UIStackView添加的category會(huì)失效，因?yàn)榈桶姹旧弦呀?jīng)使用的是FDStackView，而不是UIStackView了，而category是添加在UIStackView上的，所以是不起作用的。
大家可以參考這篇文檔:
http://hailoong.sinaapp.com/?p=125
其他
runtime還有其他大量功能，這些都是黑魔法，用好了，省時(shí)省力，用不好，說不定哪天就是災(zāi)難。
