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移动端

iOS开发中runtime常用的几种方法

公司项目中用了一些 runtime 相关的知识, 初看时有些蒙, 虽然用的并不多, 但还是想着系统的把 runtime 相关的常用方法整理一下, 自己以后用着方便, 也希望对看到的朋友有所帮助。

作者:n以梦为马来源:简书|2018-08-09 20:47

技术沙龙 | 邀您于8月25日与国美/AWS/转转三位专家共同探讨小程序电商实战

公司项目中用了一些 runtime 相关的知识, 初看时有些蒙, 虽然用的并不多, 但还是想着系统的把 runtime 相关的常用方法整理一下, 自己以后用着方便, 也希望对看到的朋友有所帮助。

iOS开发中runtime常用的几种方法

一、runtime 简介

runtime 简称运行时,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。它是一套比较底层的纯 C 语言 API, 属于一个 C 语言库,包含了很多底层的 C 语言 API。我们平时编写的 OC 代码,在程序运行过程时,其实最终都是转成了 runtime 的 C 语言代码。如下所示:

  1. // OC代码: 
  2. [Person coding]; 
  3.  
  4. //运行时 runtime 会将它转化成 C 语言的代码: 
  5. objc_msgSend(Person, @selector(coding)); 

二、相关函数

  1. // 遍历某个类所有的成员变量 
  2. class_copyIvarList 
  3.  
  4. // 遍历某个类所有的方法 
  5. class_copyMethodList 
  6.  
  7. // 获取指定名称的成员变量 
  8. class_getInstanceVariable 
  9.  
  10. // 获取成员变量名 
  11. ivar_getName 
  12.  
  13. // 获取成员变量类型编码 
  14. ivar_getTypeEncoding 
  15.  
  16. // 获取某个对象成员变量的值 
  17. object_getIvar 
  18.  
  19. // 设置某个对象成员变量的值 
  20. object_setIvar 
  21.  
  22. // 给对象发送消息 
  23. objc_msgSend 

三、相关应用

  • 更改属性值
  • 动态添加属性
  • 动态添加方法
  • 交换方法的实现
  • 拦截并替换方法
  • 在方法上增加额外功能
  • 归档解档
  • 字典转模型

以上八种用法用代码都实现了, 文末会贴出代码地址.


runtime

四、代码实现

要使用runtime,要先引入头文件#import

4.1 更改属性值

用 runtime 修改一个对象的属性值

  1. unsigned int count = 0; 
  2.   // 动态获取类中的所有属性(包括私有) 
  3.   Ivar *ivar = class_copyIvarList(_person.class, &count); 
  4.   // 遍历属性找到对应字段 
  5.   for (int i = 0; i < count; i ++) { 
  6.       Ivar tempIvar = ivar[i]; 
  7.       const char *varChar = ivar_getName(tempIvar); 
  8.       NSString *varString = [NSString stringWithUTF8String:varChar]; 
  9.       if ([varString isEqualToString:@"_name"]) { 
  10.           // 修改对应的字段值 
  11.           object_setIvar(_person, tempIvar, @"更改属性值成功"); 
  12.           break; 
  13.       } 
  14.   } 

4.2 动态添加属性

用 runtime 为一个类添加属性, iOS 分类里一般会这样用, 我们建立一个分类, NSObject+NNAddAttribute.h, 并添加以下代码:

  1. - (void)setName:(NSString *)name { 
  2.     objc_setAssociatedObject(self, @"name"name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC); 
  3.  
  4. - (NSString *)name { 
  5.     return objc_getAssociatedObject(self, @"name"); 

这样只要引用 NSObject+NNAddAttribute.h, 用 NSObject 创建的对象就会有一个 name 属性, 我们可以直接这样写:

  1. NSObject *person = [NSObject new]; 
  2.   person.name = @"以梦为马"

4.3 动态添加方法

person 类中没有 coding 方法,我们用 runtime 给 person 类添加了一个名字叫 coding 的方法,最终再调用coding方法做出相应. 下面代码的几个参数需要注意一下:

  1. - (void)buttonClick:(UIButton *)sender { 
  2.     /* 
  3.      动态添加 coding 方法 
  4.      (IMP)codingOC 意思是 codingOC 的地址指针; 
  5.      "v@:" 意思是,v 代表无返回值 void,如果是 i 则代表 int;@代表 id sel; : 代表 SEL _cmd; 
  6.      “v@:@@” 意思是,两个参数的没有返回值。 
  7.      */ 
  8.     class_addMethod([_person class], @selector(coding), (IMP)codingOC, "v@:"); 
  9.     // 调用 coding 方法响应事件 
  10.     if ([_person respondsToSelector:@selector(coding)]) { 
  11.         [_person performSelector:@selector(coding)]; 
  12.         self.testLabelText = @"添加方法成功"
  13.     } else { 
  14.         self.testLabelText = @"添加方法失败"
  15.     } 
  16.  
  17. // 编写 codingOC 的实现 
  18. void codingOC(id self,SEL _cmd) { 
  19.     NSLog(@"添加方法成功"); 

4.4 交换方法的实现

某个类有两个方法, 比如 person 类有两个方法, coding 方法与 eating 方法, 我们用 runtime 交换一下这两个方法, 就会出现这样的情况, 当我们调用 coding 的时候, 执行的是 eating, 当我们调用 eating 的时候, 执行的是 coding, 如下面的动态效果图.

  1. Method oriMethod = class_getInstanceMethod(_person.class, @selector(coding)); 
  2. Method curMethod = class_getInstanceMethod(_person.class, @selector(eating)); 
  3. method_exchangeImplementations(oriMethod, curMethod); 

交换方法的实现

4.5 拦截并替换方法

这个功能和上面的其实有些类似, 拦截并替换方法可以拦截并替换同一个类的, 也可以在两个类之间进行, 我这里用了两个不同的类, 下面是简单的代码实现.

  1. _person = [NNPerson new]; 
  2.   _library = [NNLibrary new]; 
  3.   self.testLabelText = [_library libraryMethod]; 
  4.   Method oriMethod = class_getInstanceMethod(_person.class, @selector(changeMethod)); 
  5.   Method curMethod = class_getInstanceMethod(_library.class, @selector(libraryMethod)); 
  6.   method_exchangeImplementations(oriMethod, curMethod); 

4.6 在方法上增加额外功能

这个使用场景还是挺多的, 比如我们需要记录 APP 中某一个按钮的点击次数, 这个时候我们便可以利用 runtime 来实现这个功能. 我这里写了个 UIButton 的子类, 然后在 + (void)load 中用 runtime 给它增加了一个功能, 核心代码及实现效果图如下:

  1. + (void)load { 
  2.     static dispatch_once_t onceToken; 
  3.     dispatch_once(&onceToken, ^{ 
  4.         Method oriMethod = class_getInstanceMethod(self.class, @selector(sendAction:to:forEvent:)); 
  5.         Method cusMethod = class_getInstanceMethod(self.class, @selector(customSendAction:to:forEvent:)); 
  6.         // 判断自定义的方法是否实现, 避免崩溃 
  7.         BOOL addSuccess = class_addMethod(self.class, @selector(sendAction:to:forEvent:), method_getImplementation(cusMethod), method_getTypeEncoding(cusMethod)); 
  8.         if (addSuccess) { 
  9.             // 没有实现, 将源方法的实现替换到交换方法的实现 
  10.             class_replaceMethod(self.class, @selector(customSendAction:to:forEvent:), method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod)); 
  11.         } else { 
  12.             // 已经实现, 直接交换方法 
  13.             method_exchangeImplementations(oriMethod, cusMethod); 
  14.         } 
  15.     }); 

在方法上增加额外功能

4.7 归档解档

当我们使用 NSCoding 进行归档及解档时, 如果不用 runtime, 那么不管模型里面有多少属性, 我们都需要对其实现一遍 encodeObject 和 decodeObjectForKey 方法, 如果模型里面有 10000 个属性, 那么我们就需要写 10000 句encodeObject 和 decodeObjectForKey 方法, 这个时候用 runtime, 便可以充分体验其好处(以下只是核心代码, 具体代码请见 demo).

  1. - (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder { 
  2.     unsigned int count = 0; 
  3.     // 获取类中所有属性 
  4.     Ivar *ivars = class_copyIvarList(self.class, &count); 
  5.     // 遍历属性 
  6.     for (int i = 0; i < count; i ++) { 
  7.         // 取出 i 位置对应的属性 
  8.         Ivar ivar = ivars[i]; 
  9.         // 查看属性 
  10.         const char *name = ivar_getName(ivar); 
  11.         NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name]; 
  12.         // 利用 KVC 进行取值,根据属性名称获取对应的值 
  13.         id value = [self valueForKey:key]; 
  14.         [aCoder encodeObject:value forKey:key]; 
  15.     } 
  16.     free(ivars); 
  17.  
  18. - (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder { 
  19.     if (self = [super init]) { 
  20.         unsigned int count = 0; 
  21.         // 获取类中所有属性 
  22.         Ivar *ivars = class_copyIvarList(self.class, &count); 
  23.         // 遍历属性 
  24.         for (int i = 0; i < count; i ++) { 
  25.             // 取出 i 位置对应的属性 
  26.             Ivar ivar = ivars[i]; 
  27.             // 查看属性 
  28.             const char *name = ivar_getName(ivar); 
  29.             NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name]; 
  30.             // 进行解档取值 
  31.             id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key]; 
  32.             // 利用 KVC 对属性赋值 
  33.             [self setValue:value forKey:key]; 
  34.         } 
  35.     } 
  36.     return self; 

4.8 字典转模型

字典转模型我们通常用的都是第三方, MJExtension, YYModel 等, 但也有必要了解一下其实现方式: 遍历模型中的所有属性,根据模型的属性名,去字典中查找对应的 key,取出对应的值,给模型的属性赋值。

  1. /** 字典转模型 **/ 
  2. + (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict { 
  3.     id objc = [[self alloc] init]; 
  4.     unsigned int count = 0; 
  5.     // 获取成员属性数组 
  6.     Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count); 
  7.     // 遍历所有的成员属性名 
  8.     for (int i = 0; i < count; i ++) { 
  9.         // 获取成员属性 
  10.         Ivar ivar = ivarList[i]; 
  11.         // 获取成员属性名 
  12.         NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)]; 
  13.         NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1]; 
  14.         // 从字典中取出对应 value 给模型属性赋值 
  15.         id value = dict[key]; 
  16.         // 获取成员属性类型 
  17.         NSString *ivarType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)]; 
  18.         // 判断 value 是不是字典 
  19.         if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]]) { 
  20.             ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@" withString:@""]; 
  21.             ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@""" withString:@""]; 
  22.             Class modalClass = NSClassFromString(ivarType); 
  23.             // 字典转模型 
  24.             if (modalClass) { 
  25.                 // 字典转模型 
  26.                 value = [modalClass modelWithDict:value]; 
  27.             } 
  28.         } 
  29.         if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) { 
  30.             // 判断对应类有没有实现字典数组转模型数组的协议 
  31.             if ([self respondsToSelector:@selector(arrayContainModelClass)]) { 
  32.                 // 转换成id类型,就能调用任何对象的方法 
  33.                 id idSelf = self; 
  34.                 // 获取数组中字典对应的模型 
  35.                 NSString *type = [idSelf arrayContainModelClass][key]; 
  36.                 // 生成模型 
  37.                 Class classModel = NSClassFromString(type); 
  38.                 NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray array]; 
  39.                 // 遍历字典数组,生成模型数组 
  40.                 for (NSDictionary *dict in value) { 
  41.                     // 字典转模型 
  42.                     id model =  [classModel modelWithDict:dict]; 
  43.                     [arrM addObject:model]; 
  44.                 } 
  45.                 // 把模型数组赋值给value 
  46.                 value = arrM; 
  47.             } 
  48.         } 
  49.         // KVC 字典转模型 
  50.         if (value) { 
  51.             [objc setValue:value forKey:key]; 
  52.         } 
  53.     } 
  54.     return objc; 

上面的所有代码都可以在这里下载: runtime 练习: NNRuntimeTest

https://github.com/liuzhongning/NNLearn/tree/master/002.%20NNRuntimeTest

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