对runtime的总结：让你会用Runtime

导语
Runtime，简称运行时,就是系统在运行的时候的一些机制，其中最主要的是消息机制，是一套底层的纯C语言的API，我们平时所编写的OC代码，在程序的运行过程中都转成了runtime的代码，平时调方法都是转成了objc_msgSend函数。大家应该都听过或者用过一个叼库IQKeyboard，它只需导入进工程，不需要写一行代码就能实现功能，其实就是用的runtime机制实现的，俗称黑魔法。

runtime的作用：

Objective-C 的 Runtime 铸就了它动态语言的特性，这些深层次的知识虽然平时写代码用的少一些，但是却是每个 Objc 程序员需要了解的。

• 在程序运行过程中，动态的创建一个类(KVO实现原理)以及动态的为每个类添加或修改属性、方法
• 遍历一个类中所有的成员变量以及方法(NSCoding的自动解档和归档、MJExtension的实现)
• 交换两个方法的实现(Swizzle黑魔法)
• ...

KVO实现原理：

当你第一次观察某个对象时，runtime会创建一个新的类NSKVONOtifying_class，该类继承自原先的class。在这个新的派生类中，它重写了所有被观察属性的setter方法，然后将对象的isa指针指向新创建的NSKVONOtifying_class（这个指针告诉Objective-C的runtime某个对象到底是哪种类型的对象）。所以该对象神奇地变成了新的子类的实例。当对象的属性发生改变时，会触发setter方法，但这个方法已经被重写了，并且在方法的内部添加了发送通知机制，实现了自动触发通知机制，这就是KVO实现的原理。

交换两个方法的实现

先看下面例子：
创建一个Student类，实现两个类方法：studyJava和studyC
使用runtime交换两个方法的实现：

    #import<objc/runtime.h>//别忘加运行时头文件
    //获取class中的类方法
    Method studyJava = class_getClassMethod([Student class], @selector(studyJava));
    Method studyC = class_getClassMethod([Student class], @selector(studyC));
    //交换方法的实现
    method_exchangeImplementations(studyJava, studyC);

    [Student studyC];
    [Student studyJava];

运行后会发现：让他先学C再学Java就是不听，结果是先学Java。

看到这你会觉得并没有什么卵用，是的，这样写意义不大，但我们换个角度想，如果交换的是系统的方法呢？假如我们要统一监听控制器何时被销毁，用runtime可以让我们只写一次代码，看例子：
首先新建一个UIViewController的分类，然后在里面写上代码：

#import "UIViewController+Extension.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation UIViewController (Extension)
//将交换方法写在load方法中，使得在该类被加载如内存中就调用该方法以交换方法
+ (void)load {
    //class_getInstanceMethod :获取实例方法
    Method dealloc = class_getInstanceMethod(self, NSSelectorFromString(@"dealloc"));
    Method jyh_dealloc = class_getInstanceMethod(self, @selector(jyh_dealloc));
    method_exchangeImplementations(dealloc, jyh_dealloc);
}

//自己实现的dealloc方法，监听销毁
- (void)jyh_dealloc {
    NSLog(@"%@ is dealloc", self);
    [self jyh_dealloc];//调用原来的dealloc方法
}

@end

这样便实现了所用控制器销毁的监听。以上的例子只是为了说明runtime的作用，它可以有很多扩展，比如：将[UIImage imageNamed:]换成自己的方法，在方法中加入对图片名称的操作，就可以实现换肤或适配等功能；可以替换viewDidLoad方法实现用户进入页面的统计，不用每个控制器都复制粘贴同样的代码（或许你会想我们可以使用 OOP 的特性之一，继承的方式来解决这个问题。创建一个基类，在这个基类中添加统计方法，其他类都继承自这个基类。然而，这种方式修改还是很大，而且定制性很差。以后有新人加入之后，都要嘱咐其继承自这个基类，所以这种方式并不可取。）IQKeyboard库不需要写一行代码就能实现功能，就是通过这一原理实现的。

遍历类中的所有成员变量

有时候我们要对一些信息进行归档，如用户信息类UserInfo，这将需要重写initWithCoder和encodeWithCoder方法，并对每个属性进行encode和decode操作。那么问题来了：当属性只有几个的时候可以轻松写完，如果有几十个属性呢？我们可以用runtime提供的函数遍历Model自身所有属性，并对属性进行encode和decode操作。

- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
    if(self = [super init]) {
        unsigned int outCount;
        //获得所传入类的成员变量
        Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount);
        for (int i = 0; i < outCount; i++) {
            Ivar ivar = ivars[i];
            NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
            [self setValue:[aDecoder decodeObjectForKey:key] forKey:key];
        }
        free(ivars);//别忘记释放
    }
    return self;
}

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
    unsigned int outCount;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount);
    for (int i = 0; i < outCount; i++) {
        Ivar ivar = ivars[i];
        NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
        [aCoder encodeObject:[self valueForKey:key] forKey:key];
    }
    free(ivars);
}

访问苹果私有属性

利用runtime获取属性名

objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([UITextField class], &count);

这样就可以获取到UITextField中的所有属性，包括在头文件中苹果不想让你看到的。
这有什么用呢？假设我们有一个需求，想改变输入框中占位文字的颜色，用runtime的这个作用可以让我们很方便的实现：
先将输入框所包含的属性打印出来：

+ (void)getProperties
{
    unsigned int count = 0;

    objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([UITextField class], &count);

    for (int i = 0; i<count; i++) {
        // 取出属性
        objc_property_t property = properties[i];

        // 打印属性名字
        JYHLog(@"%s   <---->   %s", property_getName(property), property_getAttributes(property));
    }

    free(properties);
}

我们可以看到这样一个属性：

查看私有属性

顾名思义，这就是占位的Label，我们只要利用KVC就可以将其改成我们想要的样子：

[self setValue:[UIColor whiteColor] forKeyPath:@"_placeholderLabel.textColor"];

字典转模型和动态添加属性用NSObject+runtime的扩展类实现了

NSObject+runtime.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface NSObject (Runtime)

///  给定一个字典，创建 self 类对应的对象

///  @param dict 字典

///  @return 对象

+ (instancetype)cz_objWithDict:(NSDictionary *)dict;

///  获取类的属性列表数组

///  @return 类的属性列表数组

+ (NSArray *)cz_objProperties;

@end

NSObject+runtime.m

#import "NSObject+Runtime.h"

#import <objc/runtime.h>

@implementation NSObject (Runtime)

// 所有字典转模型框架，核心算法！

+ (instancetype)cz_objWithDict:(NSDictionary *)dict {

// 实例化对象

id object = [[self alloc] init];

// 使用字典，设置对象信息

// 1> 获得 self 的属性列表

NSArray *proList = [self cz_objProperties];

// 2> 遍历字典

[dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id  _Nonnull key, id  _Nonnull obj, BOOL * _Nonnull stop) {

NSLog(@"key %@ --- value %@", key, obj);

// 3> 判断 key 是否在 proList 中

if ([proList containsObject:key]) {

//  说明属性存在，可以使用 `KVC` 设置数值

[object setValue:obj forKey:key];

}

}];

return object;

}

const char * kPropertiesListKey = "CZPropertiesListKey";

+ (NSArray *)cz_objProperties {

// --- 1. 从`关联对象`中获取对象属性，如果有，直接返回！

/**

获取关联对象 - 动态添加的属性

参数：

1. 对象 self

2. 动态属性的 key

返回值

动态添加的`属性值`

*/

NSArray *ptyList = objc_getAssociatedObject(self, kPropertiesListKey);

if (ptyList != nil) {

return ptyList;

}

// 调用运行时方法，取得类的属性列表

// Ivar 成员变量

// Method 方法

// Property 属性

// Protocol 协议

/**

参数

1. 要获取的类

2. 类属性的个数指针

返回值

所有属性的`数组`，C 语言中，数组的名字，就是指向第一个元素的地址

retain/create/copy 需要 release，最好 option + click

*/

unsigned int count = 0;

objc_property_t *proList = class_copyPropertyList([self class], &count);

NSLog(@"属性的数量 %d", count);

// 创建数组

NSMutableArray *arrayM = [NSMutableArray array];

// 遍历所有的属性

for (unsigned int i = 0; i < count; i++) {

// 1. 从数组中取得属性

/**

C 语言的结构体指针，通常不需要 `*`

*/

objc_property_t pty = proList[i];

// 2. 从 pty 中获得属性的名称

const char *cName = property_getName(pty);

NSString *name = [NSString stringWithCString:cName encoding:NSUTF8StringEncoding];

//        NSLog(@"%@", name);

// 3. 属性名称添加到数组

[arrayM addObject:name];

}

// 释放数组

free(proList);

// --- 2. 到此为止，对象的属性数组已经获取完毕，利用关联对象，动态添加属性

/**

参数

1. 对象 self [OC 中 class 也是一个特殊的对象]

2. 动态添加属性的 key，获取值的时候使用

3. 动态添加的属性值

4. 对象的引用关系

*/

objc_setAssociatedObject(self, kPropertiesListKey, arrayM.copy, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);

return arrayM.copy;

}

@end