Objective C运行时(runtime)技术总结,好强大的runtime
前言:
Objective C的runtime技术功能非常强大,能够在运行时获取并修改类的各种信息,包括获取方法列表、属性列表、变量列表,修改方法、属性,增加方法,属性等等,本文对相关的几个要点做了一个小结。
目录:
(1)使用class_replaceMethod/class_addMethod函数在运行时对函数进行动态替换或增加新函数
(2)重载forwardingTargetForSelector,将无法处理的selector转发给其他对象
(3)重载resolveInstanceMethod,从而在无法处理某个selector时,动态添加一个selector
(4)使用class_copyPropertyList及property_getName获取类的属性列表及每个属性的名称
(5) 使用class_copyMethodList获取类的所有方法列表
(1)在运行时对函数进行动态替换 : class_replaceMethod
使用该函数可以在运行时动态替换某个类的函数实现,这样做有什么用呢?最起码,可以实现类似windows上hook效果,即截获系统类的某个实例函数,然后塞一些自己的东西进去,比如打个log什么的。
示例代码:
IMP orginIMP;
NSString * MyUppercaseString(id SELF, SEL _cmd)
{
NSLog(@"begin uppercaseString");
NSString *str = orginIMP (SELF, _cmd);()
NSLog(@"end uppercaseString");
return str;
}
-(void)testReplaceMethod
{
Class strcls = [NSString class];
SEL oriUppercaseString = @selector(uppercaseString);
orginIMP = [NSStringinstanceMethodForSelector:oriUppercaseString]; ()
IMP imp2 = class_replaceMethod(strcls,oriUppercaseString,(IMP)MyUppercaseString,NULL);()
NSString *s = "hello world";
NSLog(@"%@",[s uppercaseString]];
}
执行结果为:
begin uppercaseString
end uppercaseString
HELLO WORLD
这段代码的作用就是
(1)得到uppercaseString这个函数的函数指针存到变量orginIMP中
(2)将NSString类中的uppercaseString函数的实现替换为自己定义的MyUppercaseString
(3) 在MyUppercaseString中,先执行了自己的log代码,然后再调用之前保存的uppercaseString的系统实现,这样就在系统函数 执行之前加入自己的东西,后面每次对NSString调用uppercaseString的时候,都会打印出log来
与class_replaceMethod相仿,class_addMethod可以在运行时为类增加一个函数。
(2)当某个对象不能接受某个selector时,将对该selector的调用转发给另一个对象:- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
forwardingTargetForSelector是NSObject的函数,用户可以在派生类中对其重载,从而将无法处理的selector转 发给另一个对象。还是以上面的uppercaseString为例,如果用户自己定义的CA类的对象a,没有uppercaseString这样一个实例 函数,那么在不调用respondSelector的情况下,直接执行[a performSelector:@selector"uppercaseString"],那么执行时一定会crash,此时,如果CA实现了 forwardingTargetForSelector函数,并返回一个NSString对象,那么就相对于对该NSString对象执行了 uppercaseString函数,此时就不会crash了。当然实现这个函数的目的并不仅仅是为了程序不crash那么简单,在实现装饰者模式时,也 可以使用该函数进行消息转发。
示例代码:
@interface CA : NSObject
-(void)f; @end @implementation CA - (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
if (aSelector == @selector(uppercaseString))
{
return@"hello world";
}
}
测试代码:
CA *a = [CA new]; NSString * s = [a performSelector:@selector(uppercaseString)]; NSLog(@"%@",s);
测试代码的输出为:HELLO WORLD
ps: 这里有个问题,CA类的对象不能接收@selector(uppercaseString),那么如果我在 forwardingTargetForSelector函数中用class_addMethod给CA类增加一个uppercaseString函数, 然后返回self,可行吗?经过试验,这样会crash,此时CA类其实已经有了uppercaseString函数,但是不知道为什么不能调用,如果此 时new一个CA类的对象,并返回,是可以成功的。
(3)当某个对象不能接受某个selector时,向对象所属的类动态添加所需的selector:
+ (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
这个函数与forwardingTargetForSelector类似,都会在对象不能接受某个selector时触发,执行起来略有差别。前者的目 的主要在于给客户一个机会来向该对象添加所需的selector,后者的目的在于允许用户将selector转发给另一个对象。另外触发时机也不完全一 样,该函数是个类函数,在程序刚启动,界面尚未显示出时,就会被调用。
在类不能处理某个selector的情况下,如果类重载了该函数,并使用class_addMethod添加了相应的selector,并返回YES,那么后面forwardingTargetForSelector 就不会被调用,如果在该函数中没有添加相应的selector,那么不管返回什么,后面都会继续调用 forwardingTargetForSelector,如果在forwardingTargetForSelector并未返回能接受该 selector的对象,那么resolveInstanceMethod会再次被触发,这一次,如果仍然不添加selector,程序就会报异常
代码示例一: @implementation CA
void dynamicMethodIMP(id self, SEL _cmd)
{
printf("SEL %s did not exist\n",sel_getName(_cmd));
} + (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
if (aSEL == @selector(t))
{
class_addMethod([selfclass], aSEL, (IMP) dynamicMethodIMP, "v@:");
return YES;
}
return [superresolveInstanceMethod:aSEL];
} @end 测试代码: CA * ca = [CA new]
[ca performSelector:@selector(t)];
执行结果
SEL t did not exist
示例代码二: @implementation CA void dynamicMethodIMP(id self, SEL _cmd)
{
printf("SEL %s did not exist\n",sel_getName(_cmd));
} + (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
return YES;
}
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
if (aSelector == @selector(uppercaseString))
{
return @"hello world";
}
}
测试代码 : a = [[CA alloc]init];
NSLog(@"%@",[a performSelector:@selector(uppercaseString)];
该测试代码的输出为:HELLO WORLD
对于该测试代码,由于a没有uppercaseString函数,因此会触发resolveInstanceMethod,但是由于该函数并没有添加selector,因此运行时发现找不到该函数,会触发
forwardingTargetForSelector 函数,在forwardingTargetForSelector函数中,返回了一个NSString "hello world",因此会由该string来执行uppercaseString函数,最终返回大写的hello world。
示例代码三:
@implementation CA + (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
return YES;
}
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
return nil;
}
测试代码:
a = [[CA alloc]init];
NSLog(@"%@",[a performSelector:@selector(uppercaseString)];
这段代码的执行顺序为:
(1):首先在程序刚执行,AppDelegate都还没有出来时,resolveInstanceMethod就被触发,
(2):等测试代码执行时,forwardingTargetForSelector被调用
(3):由于forwardingTargetForSelector返回了nil,因此运行时还是找不到uppercaseString selector,这时又会触发resolveInstanceMethod,由于还是没有加入selector,于是会crash。
(4) 使用class_copyPropertyList及property_getName获取类的属性列表及每个属性的名称
u_int count;
objc_property_t* properties= class_copyPropertyList([UIView class], &count);
for (int i = ; i < count ; i++)
{
const char* propertyName = property_getName(properties[i]);
NSString *strName = [NSString stringWithCString:propertyName encoding:NSUTF8StringEncoding];
NSLog(@"%@",strName);
} 以上代码获取了UIView的所有属性并打印属性名称, 输出结果为:
skipsSubviewEnumeration
viewTraversalMark
viewDelegate
monitorsSubtree
backgroundColorSystemColorName
gesturesEnabled
deliversTouchesForGesturesToSuperview
userInteractionEnabled
tag
layer
_boundsWidthVariable
_boundsHeightVariable
_minXVariable
_minYVariable
_internalConstraints
_dependentConstraints
_constraintsExceptingSubviewAutoresizingConstraints
_shouldArchiveUIAppearanceTags
(5) 使用class_copyMethodList获取类的所有方法列表
获取到的数据是一个Method数组,Method数据结构中包含了函数的名称、参数、返回值等信息,以下代码以获取名称为例:
u_int count;
Method* methods= class_copyMethodList([UIView class], &count);
for (int i = ; i < count ; i++)
{
SEL name = method_getName(methods[i]);
NSString *strName = [NSString stringWithCString:sel_getName(name) encoding:NSUTF8StringEncoding];
NSLog(@"%@",strName);
} 代码执行后将输出UIView所有函数的名称,具体结果略。
其他一些相关函数: .SEL method_getName(Method m) 由Method得到SEL
.IMP method_getImplementation(Method m) 由Method得到IMP函数指针
.const char *method_getTypeEncoding(Method m) 由Method得到类型编码信息
.unsigned int method_getNumberOfArguments(Method m)获取参数个数
.char *method_copyReturnType(Method m) 得到返回值类型名称
.IMP method_setImplementation(Method m, IMP imp) 为该方法设置一个新的实现
(6)总结
总而言之,使用runtime技术能做些什么事情呢?
可以在运行时,在不继承也不category的情况下,为各种类(包括系统的类)做很多操作,具体包括:
. 增加 增加函数:class_addMethod
增加实例变量:class_addIvar
增加属性:@dynamic标签,或者class_addMethod,因为属性其实就是由getter和setter函数组成
增加Protocol:class_addProtocol (说实话我真不知道动态增加一个protocol有什么用,-_-!!) 。 获取 获取函数列表及每个函数的信息(函数指针、函数名等等):class_getClassMethod method_getName ...
获取属性列表及每个属性的信息:class_copyPropertyList property_getName
获取类本身的信息,如类名等:class_getName class_getInstanceSize
获取变量列表及变量信息:class_copyIvarList
获取变量的值 . 替换 将实例替换成另一个类:object_setClass
将函数替换成一个函数实现:class_replaceMethod
直接通过char *格式的名称来修改变量的值,而不是通过变量
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