七夕快到了
Objective-C 对象
每个Objective-C对象都是一个C语言的结构体
在runtime源码中的runtime.h文件的55行处,有这样一个声明:
struct objc_class { Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;#if !__OBJC2__ Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE; const char *name OBJC2_UNAVAILABLE; long version OBJC2_UNAVAILABLE; long info OBJC2_UNAVAILABLE; long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE;#endif### } OBJC2_UNAVAILABLE;复制代码 | 名词 | 说明 |
|---|---|
| isa | isa指针 |
| super_class | 父类 |
| objc_ivar_list | 实例变量列表 |
| objc_method_list | 方法列表 |
| objc_cache | 缓存 |
| objc_protocol_list | 协议列表 |
注意:方法.属性.协议,这些信息都可以在运行时候被改变,这也是 Category的实现远离,ivar是实例变量,所以不能被改变,因为如果改变的话会影响到已有的类
笔者以前不了解 ,category开发是什么意思,现在看来可能是不影响原来的类结构的情况下进行编程吧!
说到这里 , 可能就要说一下类的实例成员和属性了
变量和属性(property)
@interface MyViewController :UIViewController{ //实例变量 UIButton *Button;}// 属性 (而且默认还会生成 `_myButton` 实例变量)@property (nonatomic, retain) UIButton *myButton;@end复制代码 实例变量 self->Button _myButton
属性 myButton
调用属性变量的setter getter 方法: self.myButton
注:oc语法关于点表达式的说明："点表达式(.),如果点表达式出现在等号 ＝ 左边，该属性名称的setter方法将被调用。如果点表达式出现在右边，该属性名称的getter方法将被调用。"
变量
在runtime源码中的runtime.h文件的1646行处,有这样一个声明:
struct objc_ivar { char *ivar_name OBJC2_UNAVAILABLE; char *ivar_type OBJC2_UNAVAILABLE; int ivar_offset OBJC2_UNAVAILABLE;#ifdef __LP64__ int space OBJC2_UNAVAILABLE;#endif} 复制代码 | 名词 | 说明 |
|---|---|
| objc_ivar_list | 成员变量列表 |
| objc_ivar | 单个成员变量结构体 |
| ivar_offset | 基地址偏移字节 |
属性
在runtime源码中的 objc-runtime-new.h 文件的244行处,有这样一个声明:
struct property_t { const char *name; const char *attributes;};复制代码 | 名词 | 说明 |
|---|---|
| name | 属性名称 |
| attributes | 属性特质 |
如果使用了属性,编译器会在编译期自动合成访问这些属性的方法,也就是autosynthesis .同时编译器还会生成属性前面加(_)下划线的实例变量名
| 方法 | 说明 | eg. |
|---|---|---|
| @synthesize | 指定实例变量,并且合成setter,getter方法 | @synthesize myButton; |
| @dynamic | 不指定实例变量,不合成setter,getter方法 | @dynamic myButton; |
属性特质(attribute)
属性的特质可以分为4类
| 原子性 | 内存管理 | 读/写权限 | 方法名 |
|---|---|---|---|
| atomic | assign | readwriter | getter=< name > |
| nonatomic | strong | readonly | setter=< name > |
| weak | |||
| unsafe_unretained | |||
| copy |
每种特质说明:
| 特质 | 说明 |
|---|---|
| atomic | 如果有多个线程同时调用setter的话，不会出现某一个线程执行完setter全部语句之前，另一个线程开始执行setter情况，相当于函数头尾加了锁一样，可以保证数据的完整性,具备atomic特质的获取方法会通过锁定机制来确保其操作的原子性. |
| nonatmic | 禁止多线程，变量保护，提高性能 |
| readwrite | 拥有setter 和 getter 方法 |
| readonly | 属性仅具有getter方法,只有当该属性有@synthesize实现时,编译器才会为其合成获取方法. |
| assign | 基本变量,纯量类型的简单赋值 |
| strong | 赋新值时,方法会保留新值,释放旧值,再将新值赋值. |
| weak | 赋新值时,不保留新值,不释放旧值,当其所指对象销毁时,属性也会被清空(nil) |
| unsafe_unretained | 当所指对象销毁,属性值不会自动清空 |
| copy | 赋值时,设置方法不保留新值,而是拷贝内容. |
| getter=< name > | 指定getter的方法名 |
| setter=< name > | 指定setter的方法名(若属性特征为copy,则在setter方法中也应拷贝对象) |
利用runtime 扫描属性
在runtime源码中的 objc-runtime-new.h 文件的4098行处,有这样一个声明:
objc_property_t *class_copyPropertyList(Class cls, unsigned int *outCount){ if (!cls) { if (outCount) *outCount = 0; return nil; } rwlock_reader_t lock(runtimeLock); assert(cls->isRealized()); auto rw = cls->data(); property_t **result = nil; unsigned int count = rw->properties.count(); if (count > 0) { result = (property_t **)malloc((count + 1) * sizeof(property_t *)); count = 0; for (auto& prop : rw->properties) { result[count++] = ∝ } result[count] = nil; } if (outCount) *outCount = count; return (objc_property_t *)result;}复制代码 在runtime源码中的 objc-runtime-new.h 文件的3061行处,有这样一个声明:
const char *property_getName(objc_property_t prop){ return prop->name;}const char *property_getAttributes(objc_property_t prop){ return prop->attributes;}复制代码 可以用这些方法获得属性列表,和属性特征
Student.h
#import#import @interface Student : NSObject@property (nonatomic, copy) NSString *Id;@property (nonatomic, strong) UILabel *lab;@end复制代码
导入 <objc/runtime.h> Student.h
unsigned int outCount = 0;objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([Student class],&outCount);for (NSInteger i = 0; i < outCount; i++) { NSString *name = @(property_getName(properties[i])); NSString *attributes = @(property_getAttributes(properties[i])); NSLog(@"(%@)%@",attributes,name);}free(properties);复制代码 控制台输出:
2016-08-06 21:32:33.099 Runtime[3011:300142] (T@"NSString",C,N,V_Id)Id2016-08-06 21:32:33.099 Runtime[3011:300142] (T@"UILabel",&,N,V_lab)lab复制代码
利用runtime动态添加属性
在runtime源码中的 objc-runtime.mm 文件的641行处,有这样一个声明:
id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key) { return objc_getAssociatedObject_non_gc(object, key);}void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy) { objc_setAssociatedObject_non_gc(object, key, value, policy);}复制代码 Student.m
// 定义关联的keystatic const char *key = "name";@implementation Student- (NSString *)name{ // 根据关联的key，获取关联的值。 return objc_getAssociatedObject(self, key);}- (void)setName:(NSString *)name{ // 添加关联对象 关联的key 关联的value 关联属性特征值 objc_setAssociatedObject(self, key, name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);}@end复制代码 Student.h
@interface Student : NSObject- (NSString *)name;- (void)setName:(NSString *)name;复制代码
调用
Student *stu = [[Student alloc] init];stu.name = @"学生";NSLog(@"%@",stu.name);复制代码
输出台输出:
2016-08-06 23:15:06.491 Runtime[3256:320704] 学生复制代码
方法
在runtime源码中的runtime.h文件的1665行处,有这样一个声明:
struct objc_method { SEL method_name OBJC2_UNAVAILABLE; char *method_types OBJC2_UNAVAILABLE; IMP method_imp OBJC2_UNAVAILABLE;} OBJC2_UNAVAILABLE;struct objc_method_list { struct objc_method_list *obsolete OBJC2_UNAVAILABLE; int method_count OBJC2_UNAVAILABLE;#ifdef __LP64__ int space OBJC2_UNAVAILABLE;#endif /* variable length structure */ struct objc_method method_list[1] OBJC2_UNAVAILABLE;} 复制代码 | 方法 | 说明 |
|---|---|
| method_name | 方法(选择器)的名字 |
| method_types | 存储方法的参数类型和返回值类型 |
| method_imp | 一个指向某个函数的指针 |
利用runtime动态扫描方法
unsigned int outCount = 0;Method *method = class_copyMethodList([Student class], &outCount);for (NSInteger i = 0; i < outCount; i++) { SEL sel = method_getName(method[i]); NSString *name = @(sel_getName(sel)); NSLog(@"%@",name); }free(method);复制代码 输出台输出:
2016-08-07 07:04:36.662 Runtime[4058:381012] Id2016-08-07 07:04:36.662 Runtime[4058:381012] setId:2016-08-07 07:04:36.662 Runtime[4058:381012] lab2016-08-07 07:04:36.662 Runtime[4058:381012] setLab:2016-08-07 07:04:36.662 Runtime[4058:381012] .cxx_destruct2016-08-07 07:04:36.662 Runtime[4058:381012] name2016-08-07 07:04:36.662 Runtime[4058:381012] setName:复制代码
.cxx_destruct方法原本是为了C++对象析构的，ARC借用了这个方法插入代码实现了自动内存释放的工作
消息机制
objc_msgSend 消息发送的步骤:
- 检查当前类缓存中是否有方法实现,有则直接调用 return 结束步骤
- 比较当前类定义中选择器和请求的的选择器,有则直接调用 return 结束步骤
- 查找父类定义的方法,找到调用方法实现,如果未找到,并依次查找父类的父类, 有则直接调用 return 结束步骤
- 未找到的类方法调用
+(BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel未找到的实例方法调用+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel可以在这里添加方法(class_addMethod()) 并且返回YES 重新响应方法 (没有的话,返回NO 继续步骤5) - 如果未找得到方法 则会调用
-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector(没有的话,返回nil 继续步骤6) - 如果未找得到方法 则会调用
-(NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector返回一个NSMethodSignature对象,传递给-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation(没有的话,返回nil 继续步骤7) - 调用
-(void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector抛出异常
注: 返回方法不要带有self ,会陷入死循环 注: 类缓存方法说明详见
动态消息
说到消息,就不得不说一个方法
class_addMethod(<#__unsafe_unretained Class cls#>, <#SEL name#>, <#IMP imp#>, <#const char *types#>)复制代码
这是利用runtime给一个类添加新方法,需要填写的4个参数是:
- 类
- 方法名
- 指向方法函数的指针
- 变量类型
动态添加方法
Student.m
// 设置方法名static SEL selName(NSString* selname){ NSString *name = [selname copy]; return NSSelectorFromString(name);}// 设置方法static id selIMP(id self , SEL _cmd){ NSString *name = NSStringFromSelector(_cmd); NSLog(@"%@",name); return name;}+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{ if (sel == @selector(addmethod:)) { class_addMethod(self, selName(@"addmethod:"), (IMP)selIMP, "@@:"); } return [super resolveInstanceMethod:sel];}复制代码 注: class_addMethod 第四个参数的声明 "返回值类型+参数类型" 上面方法中: static id selIMP(id self , SEL _cmd)
对照下面
Objective-C类型编码
| 编码 | 含义 |
|---|---|
| c | char |
| i | int |
| s | short |
| l | long 在64位程序中，l为32位 |
| q | long long |
| C | unsigned char |
| I | unsigned int |
| S | unsigned short |
| L | unsigned long |
| Q | unsigned long long |
| f | float |
| d | double |
| B | C++标准的bool或者C99标准的_Bool |
| v | void |
| * | 字符串（char *） |
| @ | 对象（无论是静态指定的还是通过id引用的） |
| # | 类（Class） |
| : | 方法选标（SEL） |
| [array type] | 数组 |
| {name=type...} | 结构体 |
| (name=type...) | 联合体 |
| bnum | num个bit的位域 |
| ^type | type类型的指针 |
| ? | 未知类型（其它时候，一般用来指函数指针） |
对应:@(返回值)+@(id self)+ : ( SEL _cmd)
动态调用方法
方法已经在检测不到的情况下会自动添加了,那么如何调用呢?
Student*st = [[Student alloc]init];[st performSelector:@selector(addmethod:) withObject:@"addmethod"];复制代码
输出台输出:
2016-08-07 12:07:29.940 Runtime[4731:521045] addmethod:复制代码
将消息转出某对象
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{ NSLog(@"_cmd: %@", NSStringFromSelector(_cmd)); Student *st = [[Student alloc] init]; if ([st respondsToSelector: aSelector]) { return st; } return [super forwardingTargetForSelector: aSelector];}复制代码 方法签名和调用
NSInvocation 里面有目标,选择器,还有方法签名
receiver 目标是接收消息的对象
selector 选择器是一个选择器或者选择器的名字
例如刚才的 @selector(addmethod:)
NSMethodSignature 签名
例如:这是 Student*st = [[Student alloc]init]; 的签名,返回类型与上文中Objective-C类型编码相同
NSMethodSignature *sig = [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"@@:"];复制代码
注:@selector(init) 一个返回对象+传入对象self+SEL = @@:
定义一个方法
-(int)a:(int)a andb:(int)b{ return a+b;}复制代码 NSInvocation 用指定对象调用方法
SEL myMethod = @selector(a:andb:);//从类中请求实例方法签名NSMethodSignature * sig = [[self class] instanceMethodSignatureForSelector:myMethod];//从类中请求类方法签名//NSMethodSignature * sig = [[self class] methodSignatureForSelector:myMethod];NSInvocation * invocatin = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:sig];int a=11;int b=22;int c=00;ViewController *selff = self;[invocatin setArgument:&selff atIndex:0];[invocatin setArgument:&myMethod atIndex:1];[invocatin setArgument:&a atIndex:2];[invocatin setArgument:&b atIndex:3];[invocatin retainArguments];[invocatin invoke];//取这个返回值[invocatin getReturnValue:&c];NSLog(@"%d",c);复制代码
控制台输出:
2016-08-07 20:22:40.490 Runtime[6015:691660] 33复制代码
注 :如果还记的上文的 自定义的SEl static id selIMP(id self , SEL _cmd) 当时说第一个参数是id 第二个参数是方法,也就是IMP的指针原型是:
id (*IMP)(id,SEL,...)
IMP 是一个函数指针，这个被指向的函数包含一个接收消息的对象id(self 指针), 调用方法的选标 SEL (方法名)，以及不定个数的方法参数，并返回一个id
所以一般的NSInvocation的实例设置 receiver 和SEL的方式就是:
[invocatin setArgument:&selff atIndex:0];[invocatin setArgument:&myMethod atIndex:1];复制代码
当签名函数参数数量大于被调函数时，也是没有问题.
其实 NSInvocation 和上文中的动态方法调用 [st performSelector:@selector(addmethod:) withObject:@"addmethod"]; 很像,但是perform相关的这些函数，有一个局限性，其参数数量不能超过2个,NSInvocation 可以任意数量
black magic
还记得这个吗?
class_addMethod(<#__unsafe_unretained Class cls#>, <#SEL name#>, <#IMP imp#>, <#const char *types#>)复制代码
第二个参数和第三个参数分别是方法名,和指向方法函数的指针
在runtime源码中的 objc-runtime-new.mm 文件的2992行处,有这样一个声明:
void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2){ if (!m1 || !m2) return; rwlock_writer_t lock(runtimeLock); if (ignoreSelector(m1->name) || ignoreSelector(m2->name)) { // Ignored methods stay ignored. Now they're both ignored. m1->imp = (IMP)&_objc_ignored_method; m2->imp = (IMP)&_objc_ignored_method; return; } IMP m1_imp = m1->imp; m1->imp = m2->imp; m2->imp = m1_imp; // RR/AWZ updates are slow because class is unknown // Cache updates are slow because class is unknown // fixme build list of classes whose Methods are known externally? flushCaches(nil); updateCustomRR_AWZ(nil, m1); updateCustomRR_AWZ(nil, m2);}复制代码 那么就很好理解了,他是把方法的IMP交换了
声明两个方法
-(int)a:(int)a andb:(int)b{ return a+b;}-(int)b:(int)b anda:(int)a{ return b-a;}复制代码 然后进行交换
Method Getter1 = class_getInstanceMethod([self class], @selector(a:andb:));Method Getter2 = class_getInstanceMethod([self class], @selector(b:anda:));method_exchangeImplementations(Getter1, Getter2); NSLog(@"%d", [self a:10 andb:20]);复制代码
控制台输出:
2016-08-07 21:05:33.675 Runtime[6202:709996] -10复制代码
runtime是OC最重要的也是最核心的语法,Objective-C runtime可以有效的帮助我们为程序增加很多动态的行为,这也是OC被称为动态语言的原因!!