日志4 OC底层

1. 运行时 Asssociate方法 动态关联对象，需要我们手动释放吗?

不需要，在对象 析构 / 释放 / dealloc 时，释放

2. 方法的调用顺序

类的方法 和 分类方法 重名，如何调用，是什么情况？

  a.  如果同名方法是普通方法，包括initialize -- 先调用分类方法, 因为分类方法是在后压入方法列表栈

b. 如果同名方法 是load , 先 主类load，后分类load（分类之间，看编译的顺序）

3. 运行时

• runtime是由C和C++汇编实现的一套API，为OC语言加入了面向对象、以及运行时的功能

• 运行时是指将数据类型的确定由编译时 推迟到了 运行时

• ///举例：extension 和 category 的区别

• 平时编写的OC代码，在程序运行的过程中，其实最终会转换成runtime的C语言代码， runtime是OC的幕后工作者

• **category 类别、分类
  **a. 用来给类添加新的方法， 
  b. 不能给类添加成员属性，即使添加了成员属性，也无法取到.
  分类中用@property 定义变量，只会生成变量的setter、getter方法的声明，不能生成方法实现 和 带下划线的成员变量
  c. 注意：其实可以通过runtime 给分类添加属性，即属性关联，重写setter、getter方法

• extension 类扩展

  • 可以说成是特殊的分类 ，也可称作 匿名分类

  • 可以给类添加成员属性，但是是私有变量

  • 可以给类添加方法，也是私有方法

4. 方法的本质  

SEL是方法编号，也是方法名，在dyld加载镜像到内存时，通过_read_image方法加载到内存的表中了
imp是函数实现指针 ，找imp就是找函数的过程

SEL和IMP的关系就可以解释为：

• sel 就相当于本书的目录标题

• imp 就相当于书本的页码

• 具体的函数就是具体页码对应的内容

  方法的本质：发送消息，发送消息会有以下几个流程

  1.快速查找流程——通过汇编objc_msgSend查找缓存cache_t是否有imp实现 2.慢速查找流程——通过C++中lookUpImpOrForward递归查找当前类和父类的rw中methodlist的方法 3.查找不到消息：动态方法解析——通过调用resolveInstanceMethod和 resolveClassMethod来动态方法决议——实现消息动态处理 4.快速转发流程——通过CoreFoundation来触发消息转发流程，forwardingTargetForSelector实现快速转发， 由其他对象来实现处理方法 5.慢速转发流程——先调用methodSignatureForSelector获取到方法的签名，生成对应的invocation； 再通过forwardInvocation来进行处理

5.  能否向编译后得到的类中增加实例变量？   不能
能否向运行时创建的类中添加实例变量?    能，不一定

具体情况具体分析：

• 编译好的类不能添加实例变量
• 运行时创建的类可以添加实例变量，但若已注册到内存中就不行了

原因：

• 编译好的实例变量存储的位置在ro，而ro是在编译时就已经确定了的
• ⼀旦编译完成，内存结构就完全确定就⽆法修改
• 只能修改rw中的方法或者可以通过关联对象的方式来添加属性

class_ro_t存储了当前类在编译期就已经确定的属性、方法以及遵循的协议，里面是没有分类的方法的。那些运行时添加的方法将会存储在运行时生成的class_rw_t中。

6.  [self class]和[super class]的区别以及原理分析

• [self class]就是发送消息objc_msgSend,消息接收者是self，方法编号class

• [super class]本质就是objc_msgSendSuper，消息的接收者还是self，方法编号 class，在运行时，底层调用的是_objc_msgSendSuper2

• 只是objc_msgSendSuper2 会更快，直接跳过self的查找

代码调试 TCJStudent中的init方法中打印这两种class调用,TCJStudent继续自TCJPerson

打印结果都是 [self class] = TCJStudent , [super class] = TCJStudent

解释：

[self class]方法调用的本质是发送消息，调用class的消息流程，拿到元类的类型，在这里是因为类已经加载到内存，所以在读取时是一个字符串类型，这个字符串类型是在map_images的readClass时已经加入表中，所以打印为TCJStudent

[super class]打印的是TCJStudent，原因是当前的super是一个关键字，在这里只调用objc_msgSendSuper2，其实他的消息接收者和[self class]是一模一样的，所以返回的是TCJStudent

7. Runtime是如何实现weak的，为什么可以自动置nil

• 1、通过SideTable 找到我们的 weak_table SideTable主要存放了OC对象的引用计数和弱引用相关信息。

• 2、weak_table 根据 referent找到或者创建 `weak_entry_t

  `

• 3、然后append_referrer（entry，referrer）将我的新弱引用的对象加进去entry

• 4、最后 weak_entry_insert，把entry加入到我们的weak_table

  由于弱引用在析构dealloc时自动置空，所以查看dealloc的底层实现

8 . 利用runtime api 动态创建

     1. 动态创建类  2. 动态创建成员变量   3. 向内存注册类 4. 属性 5. 方法   

9. Method Swizzing  - 方法交换 黑魔法

含义是方法交换，其主要作用是在运行时将一个方法的实现替换成另一个方法的实现，这就是我们常说的iOS黑魔法

在OC中就是利用method-swizzling实现AOP，其中AOP(Aspect Oriented Programming，面向切面编程)是一种编程的思想，区别于OOP（面向对象编程）.

• OOP和AOP都是一种编程的思想

• OOP编程思想更加倾向于对业务模块的封装，划分出更加清晰的逻辑单元

• 而AOP是面向切面进行提取封装，提取各个模块中的公共部分，提高模块的复用率，降低业务之间的耦合性.

• 每个类都维护着一个方法列表，即methodList，methodList中有不同的方法即Method，每个方法中包含了方法的sel和IMP，方法交换就是将sel和imp原本的对应断开，并将sel和新的IMP生成对应关系. 如下图所示，交换前后的sel和IMP的对应关系

method-swizzling涉及的相关API

• 通过sel获取方法Method
  • class_getInstanceMethod：获取实例方法
  • class_getClassMethod：获取类方法
• method_getImplementation：获取一个方法的实现
• method_setImplementation：设置一个方法的实现
• method_getTypeEncoding：获取方法实现的编码类型
• class_addMethod：添加方法实现
• class_replaceMethod：用一个方法的实现，替换另一个方法的实现，即aIMP 指向 bIMP，但是bIMP不一定指向aIMP
• method_exchangeImplementations：交换两个方法的实现，即 aIMP -> bIMP, bIMP -> aIMP

坑点！

坑点1.  method-swizzling使用过程中的  一次性问题

所谓的一次性就是：mehod-swizzling写在load方法中，而load方法会主动调用多次，这样会导致方法的重复交换，使方法sel的指向又恢复成原来的imp的问题

可以通过单例设计原则，使方法交换只执行一次，在OC中可以通过dispatch_once实现单例

坑点2：子类没有实现，父类实现了

• 父类TCJPerson类中有-personInstanceMethod方法，子类TCJStudent类没有重写
• 子类TCJStudent类 新建分类 做了方法交换，新方法中调用旧方法
• TCJPerson类、TCJStudent类调用-personInstanceMethod

子类打印出结果，而父类调用却崩溃了，为什么会这样呢？

• [student personInstanceMethod];中不报错是因为 student中的imp交换成了cj_studentInstanceMethod，而TCJStudent中有这个方法（在TCJ分类中），所以不会报错.
• 崩溃的点在于[person personInstanceMethod];，其本质原因：TCJStudent的分类TCJ中进行了方法交换，将person中imp 交换成了 TCJStudent中的cj_studentInstanceMethod，然后需要去 TCJPerson中的找cj_studentInstanceMethod，但是TCJPerson中没有cj_studentInstanceMethod方法，即相关的imp找不到，所以就崩溃了

优化：避免imp找不到

通过class_addMethod尝试添加你要交换的方法

• 如果添加成功，即类中没有这个方法，则通过class_replaceMethod进行替换，其内部会调用class_addMethod进行添加

• 如果添加不成功，即类中有这个方法，则通过method_exchangeImplementations进行交换

坑点3：子类没有实现，父类也没有实现，下面的调用有什么问题？

在上面测试代码的基础上加入父类TCJPerson的personInstanceMethod的方法只写了方法声明，没有方法实现，却做了方法交换——会造成死循环

原因是 栈溢出，递归死循环了，那么为什么会发生递归呢？----主要是因为 personInstanceMethod没有实现，然后在方法交换时，始终都找不到oriMethod，然后交换了寂寞，即交换失败，当我们调用personInstanceMethod（oriMethod）时，也就是oriMethod会进入TCJ分类中cj_studentInstanceMethod方法，然后这个方法中又调用了cj_studentInstanceMethod，此时的cj_studentInstanceMethod并没有指向oriMethod ，然后导致了自己调自己，即递归死循环

优化：避免递归死循环

如果oriMethod为空，为了避免方法交换没有意义，而被废弃，需要做一些事情

• 通过class_addMethod给oriSEL添加swiMethod方法

• 通过method_setImplementation将swiMethod的IMP指向不做任何事的空实现

method-swizzling - 类方法

类方法和实例方法的method-swizzling的原理是类似的，唯一的区别是类方法存在元类中，所以可以做如下操作

• 需要通过class_getClassMethod方法获取类方法
• 在调用class_addMethod和class_replaceMethod方法添加和替换时，需要传入的类是元类，元类可以通过object_getClass方法获取类的元

method-swizzling的应用

method-swizzling最常用的应用是防止数组、字典等越界崩溃问题 在iOS中NSNumber、NSArray、NSDictionary等这些类都是类簇，一个NSArray的实现可能由多个类组成.所以如果想对NSArray进行Swizzling，必须获取到其“真身”进行Swizzling，直接对NSArray进行操作是无效的.

下面列举了NSArray和NSDictionary本类的类名，可以通过Runtime函数取出本类.

注意事项

使用Method Swizzling有以下注意事项：

• 尽可能在+load方法中交换方法

  为什么选择load方法
  由于load类方法是程序运行时这个类被加载到内存中就调用的一个方法，
  执行比较早，并且不需要我们手动调用。
  + (void)load方法，是所有NSObject子类都具备的用于运行时加载处理的一个类方法
  

• 最好使用单例保证只交换一次 （dispatch_once）

• 自定义方法名不能产生冲突

• 对于系统方法要调用原始实现，避免对系统产生影响

• 做好注释（因为方法交换比较绕）

• 迫不得已情况下才去使用方法交换