iOS开发runtime:类与对象

08/06/2015 22:00 下午 posted in  apple

要深入理解runtime,首先要从最基本的类与对象开始:

###runtime中的类和对象
首先,我们从*/usr/include/objc/objc.h* 和 runtime.h 中找到对 classobject 的定义:

/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;

/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};

/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;

由此可见,Class是一个指向objc_class结构体的指针,而id是一个指向objc_object结构体的指针,其中的成员isa是一个指向objec_class结构体的指针。

下面我们来看看关于objc_class的定义:

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;// 指向metaclass

#if !__OBJC2__
    Class super_class;      // 指向父类                                  
    const char *name;       // 类名                                
    long version;           // 类的版本信息,初始化默认为0,可以通过runtime函数class_setVersion或者class_getVersion进行修改、读取                            
    long info;              // 一些标识信息,如CLS_CLASS (0x1L) 表示该类为普通 class ,其中包含实例方法和变量;CLS_META (0x2L) 表示该类为 metaclass,其中包含类方法;                                   
    long instance_size;     // 该类的实例变量大小(包括从父类继承下来的实例变量);
    struct objc_ivar_list *ivars;           // 用于存储每个成员变量的地址                      
    struct objc_method_list **methodLists;   // 与 info 的一些标志位有关,如CLS_CLASS (0x1L),则存储实例方法,如CLS_META (0x2L),则存储类方法;
    struct objc_cache *cache;        // 指向最近使用的方法的指针,用于提升效率;
    struct objc_protocol_list *protocols     // 存储该类声明遵守的协议                
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

可见,类与对象的区别仅仅在于类比对象的结构体中多了众多的成员,它们都可以当做一个objec_object来对待,也就是说类和对象都是对象,为了区别概念,这里引入一个术语:类对象(class object)实例对象(instance object),这样我们就可以区别对象和类了(可别混淆了哦)。

下面详细介绍一下objec_class中各成员:

isa:objec_object(实例对象)中isa指针指向的类结构称为class(也就是该对象所属的类)其中存放着普通成员变量与动态方法(还记得“-”开头的方法吗?);此处isa指针指向的类结构称为metaclass,其中存放着static类型的成员变量与static类型的方法(“+”开头的方法)。

super_class: 指向该类的父类的指针,如果该类是根类(如NSObject或NSProxy),那么super_class就为NULL。

到这里我们可以看清楚OC中类与对象的继承层次关系:

注意点,所有的metaclass中isa指针都是指向根metaclass,而根metaclass则指向自身。根metaclass是通过继承根类产生的,与根class结构体成员一致,不同的是根metaclass的isa指针指向自身。

当我们调用某个对象的实例方法时,它会首先在自身isa指针指向的类(class)methodLists中查找该方法,如果找不到则会通过class的super_class指针找到父类的类对象结构体,然后从methodLists中查找该方法,如果仍然找不到,则继续通过super_class向上一级父类结构体中查找,直至根class;

当我们调用某个某个类方法时,它会首先通过自己的isa指针找到metaclass,并从其中methodLists中查找该类方法,如果找不到则会通过metaclass的super_class指针找到父类的metaclass对象结构体,然后从methodLists中查找该方法,如果仍然找不到,则继续通过super_class向上一级父类结构体中查找,直至根metaclass;

经过以上介绍,相信你已经对OC中对象与类的结构层次有了更深刻的认识。下面介绍如何利用runtime机制。

##runtime的简单使用

runtime机制为我们提供了一系列的方法让我们可以在程序运行时动态修改类、对象中的所有属性、方法。

下面就介绍运行时一种很常见的使用方式,字典转模型。当然,你可能会说,“我用KVO直接 setValuesForKeysWithDictionary:传入一个字典一样可以快速将字典转模型啊”,但是这种方法有它的弊端,只有遍历某个模型中所有的成员变量,然后通过成员变量从字典中取出对应的值并赋值最为稳妥,由于篇幅有限,这里暂且不讨论那么多,你权且当作多认识一种数据转模型的方式,以及初步认识一下runtime的强大。

1、假设我定义了一个类(随便写的,不要纠结名字,.m文件啥也没写);

@interface Lender : NSObject{
    CGFloat height;
}

@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, strong) NSNumber *age;
@property (nonatomic, assign) int no;

@end

2、在其它文件使用这个类,注意:要使用运行时,必须先包含

#import <objc/message.h>

下面,我将会通过一小段代码来获取到这个类中所有的成员变量

unsigned int outCount = 0;
    Ivar *vars = class_copyIvarList([Lender class], &outCount); // 获取到所有的变量列表
    
    // 遍历所有的成员变量
    for (int i = 0; i < outCount; i++) {
        Ivar ivar = vars[i]; // 取出第i个位置的成员变量
        
        const char *propertyName = ivar_getName(ivar); // 通过变量获取变量名
        const char *propertyType = ivar_getTypeEncoding(ivar); // 获取变量编码类型
        printf("---%s--%s\n", propertyName, propertyType);

    }

打印结果:

---height--f
---_name--@"NSString"
---_age--@"NSNumber"
---_no--i

可见,通过这几句简单的代码就可以获取到某个类中所有变量的名称和类型,然后通过object_setIvar()方法为具体某个对象的某个成员变量赋值。

EG:http://justinyan.me/post/1624