OC底层->Runtime相当于 class_rw_t *data() = bits & FAST_DATA_

Objective-C是一门动态性比较强的编程语言，跟C、C++等语言有着很大的不同
Objective-C的动态性是由Runtime API来支撑的
Runtime API提供的接口基本都是C语言的，源码由C\C++\汇编语言编写

isa详解

具体参考isa详解

class的结构

查看源码

找到了这个bits
找到了这个class_rw_t 说明了这个 data = bits.data(); 是调用了data()方法的
找到这个data()函数的定义是这样的
相当于 class_rw_t *data() = bits & FAST_DATA_MASK就是bits与运算这个掩码强转后的值。
找到这个class_rw_t的结构体
里面就有这些了

class_rw_t

class_rw_t里面的methods、properties、protocols是二维数组，是可读可写的，包含了类的初始内容、分类的内容

class_ro_t

class_ro_t 源码定义找到了 baseMethodList
同时我也发现了baseMethods其实这两个是一样的指向同一个地址的指针。
class_ro_t里面的baseMethodList、baseProtocols、ivars、baseProperties是一维数组，是只读的，包含了类的初始内容
创建时是先创建的ro_t然后才创建的rw_t

method_t

Type Encoding

具体查看这个文章 method_t详解

方法缓存

方法是存放在一个二维数组中的，调用方法就是进行遍历查找再执行，但是一个方法多次被调用显然这样速度很慢方法缓存原理

objc_msgSend执行流程

OC中的方法调用，其实都是转换为objc_msgSend函数的调用
objc_msgSend的执行流程可以分为3大阶段
- 消息发送
- 动态方法解析
- 消息转发

objc_msgSend执行流程 – 源码跟读

查找流程参考

objc_msgSend执行流程01-消息发送

如果是从class_rw_t中查找方法
- 已经排序的，二分查找
- 没有排序的，遍历查找
receiver通过isa指针找到receiverClass
receiverClass通过superclass指针找到superClass 消息发送详解

objc_msgSend执行流程02-动态方法解析

开发者可以实现以下方法，来动态添加方法实现
- +resolveInstanceMethod:
- +resolveClassMethod:
动态解析过后，会重新走“消息发送”的流程
- “从receiverClass的cache中查找方法”这一步开始执行

动态添加方法

动态方法解析

objc_msgSend的执行流程03-消息转发

开发者可以在forwardInvocation:方法中自定义任何逻辑
以上方法都有对象方法、类方法2个版本（前面可以是加号+，也可以是减号-）消息转发

生成NSMethodSignature

super的本质

[super message]的底层实现
- 1.消息接受者任然是子类对象
- 2.从父类开始查找方法的实现
class 还是return object_getClass(self) 谁是消息接收者就返回谁
superClass == return class_getSuperclass(object_getClass(self));

LLVM的中间代码（IR）

Objective-C在变为机器代码之前，会被LLVM编译器转换为中间代码（Intermediate Representation）
可以使用以下命令行指令生成中间代码
- clang -emit-llvm -S main.m
语法简介
- @ - 全局变量
- % - 局部变量
- alloca - 在当前执行的函数的堆栈帧中分配内存，当该函数返回到其调用者时，将自动释放内存
- i32 - 32位4字节的整数
- align - 对齐
- load - 读出，store 写入
- icmp - 两个整数值比较，返回布尔值
- br - 选择分支，根据条件来转向label，不根据条件跳转的话类似 goto
- label - 代码标签
- call - 调用函数

具体可以参考官方文档：llvm.org/docs/LangRe…

文件转汇编

应用

Runtime应用01 - 查看私有成员变量

设置UITextField 占位文字的颜色（但是现在ios好像可以直接获取这个值了多了这个属性了）以前没有的时候是这么用的。 self.textField.placeholder = @"请输入用户名";
[self.textField setValue:[UIColor redColor] forKeyPath:@"_placeholderLabel.textColor"];

Runtime的应用02 – 字典转模型

利用Runtime遍历所有的属性或者成员变量
利用KVC设值 MJ_Extention的基本实现

+ (instancetype)mj_objectWithJson:(NSDictionary *)json
{
    id obj = [[self alloc] init];
    
    unsigned int count;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList(self, &count);
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        // 取出i位置的成员变量
        Ivar ivar = ivars[i];
        NSMutableString *name = [NSMutableString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
        [name deleteCharactersInRange:NSMakeRange(0, 1)];
        
        // 设值
        id value = json[name];
        if ([name isEqualToString:@"ID"]) {
            value = json[@"id"];
        }
        [obj setValue:value forKey:name];
    }
    free(ivars);
    
    return obj;
}

Runtime的应用02 – 替换方法实现

class_replaceMethod
method_exchangeImplementations

-方法替换
MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init];

//        class_replaceMethod([MJPerson class], @selector(run), (IMP)myrun, "v");


class_replaceMethod([MJPerson class], @selector(run), imp_implementationWithBlock(^{
    NSLog(@"123123");
}), "v");

[person run];

-方法交换
MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init];

Method runMethod = class_getInstanceMethod([MJPerson class], @selector(run));
Method testMethod = class_getInstanceMethod([MJPerson class], @selector(test));
method_exchangeImplementations(runMethod, testMethod);

[person run];

API

Runtime API01 – 类

动态创建一个类（参数：父类，类名，额外的内存空间）
- Class objc_allocateClassPair(Class superclass, const char *name, size_t extraBytes)
注册一个类（要在类注册之前添加成员变量）
- void objc_registerClassPair(Class cls)
销毁一个类
- void objc_disposeClassPair(Class cls)

void testClass()
{
    // 创建类
    Class newClass = objc_allocateClassPair([NSObject class], "MJDog", 0);
    class_addIvar(newClass, "_age", 4, 1, @encode(int));
    class_addIvar(newClass, "_weight", 4, 1, @encode(int));
    class_addMethod(newClass, @selector(run), (IMP)run, "v@:");
    // 注册类
    objc_registerClassPair(newClass);
    
    //        MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init];
    //        object_setClass(person, newClass);
    //        [person run];
    
    //        id dog = [[newClass alloc] init];
    //        [dog setValue:@10 forKey:@"_age"];
    //        [dog setValue:@20 forKey:@"_weight"];
    //        [dog run];
    //
    //        NSLog(@"%@ %@", [dog valueForKey:@"_age"], [dog valueForKey:@"_weight"]);
    
    // 在不需要这个类时释放
    objc_disposeClassPair(newClass);
}

获取isa指向的Class
- Class object_getClass(id obj)
设置isa指向的Class
- Class object_setClass(id obj, Class cls)
- 修改了实例对象的类对象
判断一个OC对象是否为Class
- BOOL object_isClass(id obj)
- 元类对象是特殊的类对象
判断一个Class是否为元类
- BOOL class_isMetaClass(Class cls)
获取父类
- Class class_getSuperclass(Class cls)

Runtime API02 – 成员变量

获取一个实例变量信息
- Ivar class_getInstanceVariable(Class cls, const char *name)
拷贝实例变量列表（最后需要调用free释放）
- Ivar *class_copyIvarList(Class cls, unsigned int *outCount)
设置和获取成员变量的值
- void object_setIvar(id obj, Ivar ivar, id value)
- id object_getIvar(id obj, Ivar ivar)
动态添加成员变量（已经注册的类是不能动态添加成员变量的）
- BOOL class_addIvar(Class cls, const char * name, size_t size, uint8_t alignment, const char * types)
获取成员变量的相关信息
- const char *ivar_getName(Ivar v)
- const char *ivar_getTypeEncoding(Ivar v)

    // 获取成员变量信息
//        Ivar ageIvar = class_getInstanceVariable([MJPerson class], "_age");
//        NSLog(@"%s %s", ivar_getName(ageIvar), ivar_getTypeEncoding(ageIvar));

// 设置和获取成员变量的值
//        Ivar nameIvar = class_getInstanceVariable([MJPerson class], "_name");
//
//        MJPerson *person = [[MJPerson alloc] init];
//        object_setIvar(person, nameIvar, @"123");
//        object_setIvar(person, ageIvar, (__bridge id)(void *)10);
//        NSLog(@"%@ %d", person.name, person.age);

// 成员变量的数量
unsigned int count;
Ivar *ivars = class_copyIvarList([MJPerson class], &count);
for (int i = 0; i < count; i++) {
    // 取出i位置的成员变量
    Ivar ivar = ivars[i];
    NSLog(@"%s %s", ivar_getName(ivar), ivar_getTypeEncoding(ivar));
}
free(ivars);

Runtime API03 – 属性

获取一个属性
- objc_property_t class_getProperty(Class cls, const char *name)
拷贝属性列表（最后需要调用free释放）
- objc_property_t *class_copyPropertyList(Class cls, unsigned int *outCount)
动态添加属性
- BOOL class_addProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes, unsigned int attributeCount)
动态替换属性
- void class_replaceProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes, unsigned int attributeCount)
获取属性的一些信息
- const char *property_getName(objc_property_t property)
- const char *property_getAttributes(objc_property_t property)

Runtime API04 – 方法

获得一个实例方法、类方法
- Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL name)
- Method class_getClassMethod(Class cls, SEL name)
方法实现相关操作
- IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL name)
- IMP method_setImplementation(Method m, IMP imp)
- void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)
拷贝方法列表（最后需要调用free释放）
- Method *class_copyMethodList(Class cls, unsigned int *outCount)
动态添加方法
- BOOL class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)
动态替换方法
- IMP class_replaceMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)
获取方法的相关信息（带有copy的需要调用free去释放）
- SEL method_getName(Method m)
- IMP method_getImplementation(Method m)
- const char *method_getTypeEncoding(Method m)
- unsigned int method_getNumberOfArguments(Method m)
- char *method_copyReturnType(Method m)
- char *method_copyArgumentType(Method m, unsigned int index)
选择器相关
- const char *sel_getName(SEL sel)
- SEL sel_registerName(const char *str)
用block作为方法实现
- IMP imp_implementationWithBlock(id block)
- id imp_getBlock(IMP anImp)
- BOOL imp_removeBlock(IMP anImp)

Runtime方法交换

交换了两个方法的imp地址
交换地址并清空缓存
Runtime hook 工具类
UIControl+Extension

#import <UIKit/UIKit.h>

@interface UIControl (Extension)

@end


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

@implementation UIControl (Extension)

+ (void)load
{
    // hook：钩子函数
    Method method1 = class_getInstanceMethod(self, @selector(sendAction:to:forEvent:));
    Method method2 = class_getInstanceMethod(self, @selector(mj_sendAction:to:forEvent:));
    method_exchangeImplementations(method1, method2);
}

- (void)mj_sendAction:(SEL)action to:(id)target forEvent:(UIEvent *)event
{
    NSLog(@"%@-%@-%@", self, target, NSStringFromSelector(action));
    
    // 调用系统原来的实现
    [self mj_sendAction:action to:target forEvent:event];
    
//    [target performSelector:action];
    
//    if ([self isKindOfClass:[UIButton class]]) {
//        // 拦截了所有按钮的事件
//
//    }
}

@end

NSMutableArray+Extension

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface NSMutableArray (Extension)

@end

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

@implementation NSMutableArray (Extension)

+ (void)load
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        // 类簇：NSString、NSArray、NSDictionary，真实类型是其他类型
        Class cls = NSClassFromString(@"__NSArrayM");
        Method method1 = class_getInstanceMethod(cls, @selector(insertObject:atIndex:));
        Method method2 = class_getInstanceMethod(cls, @selector(mj_insertObject:atIndex:));
        method_exchangeImplementations(method1, method2);
    });
}

- (void)mj_insertObject:(id)anObject atIndex:(NSUInteger)index
{
    if (anObject == nil) return;
    
    [self mj_insertObject:anObject atIndex:index];
}

@end

NSMutableDictionary+Extension

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface NSMutableDictionary (Extension)

@end


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

@implementation NSMutableDictionary (Extension)

+ (void)load
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        Class cls = NSClassFromString(@"__NSDictionaryM");
        Method method1 = class_getInstanceMethod(cls, @selector(setObject:forKeyedSubscript:));
        Method method2 = class_getInstanceMethod(cls, @selector(mj_setObject:forKeyedSubscript:));
        method_exchangeImplementations(method1, method2);
        
        Class cls2 = NSClassFromString(@"__NSDictionaryI");
        Method method3 = class_getInstanceMethod(cls2, @selector(objectForKeyedSubscript:));
        Method method4 = class_getInstanceMethod(cls2, @selector(mj_objectForKeyedSubscript:));
        method_exchangeImplementations(method3, method4);
    });
}

- (void)mj_setObject:(id)obj forKeyedSubscript:(id<NSCopying>)key
{
    if (!key) return;
    
    [self mj_setObject:obj forKeyedSubscript:key];
}

- (id)mj_objectForKeyedSubscript:(id)key
{
    if (!key) return nil;
    
    return [self mj_objectForKeyedSubscript:key];
}

@end