自己研究的runtime知识和一些方法调用，KVO的原理

在iOS开发中，Runtime是一个至关重要的概念，它是由Apple提供的一种动态类型系统，使得Objective-C成为了一门真正的面向对象的语言。Runtime系统允许程序在运行时获取和修改对象、类、方法等信息，甚至可以在运行时改变对象的行为。下面将详细探讨Runtime的知识点，以及与方法调用和KVO（Key-Value Observing）的关系。一、Runtime基本概念1. **对象和类的表示**：在Objective-C中，每一个对象都是一个结构体，包含了isa指针，指向其对应的类。类也是一个结构体，包含元类（Meta-Class）、成员变量、方法列表等信息。 2. **消息传递机制**：Objective-C中的方法调用本质上是消息传递。当发送一个消息给对象时，Runtime会查找对应的方法实现并执行。如果找不到，会尝试使用`forwardInvocation:`进行转发，或者抛出异常。 3. **动态性**：Runtime的动态性体现在类的加载、方法的添加、替换和删除、协议的添加等方面，使得我们可以在运行时调整对象的行为。二、Runtime API Runtime提供了丰富的C语言API，用于操作类、对象、方法等： - `objc_getClass()`:获取指定名称的类。 - `class_getSuperclass()`:获取类的父类。 - `class_getInstanceMethod()`和`class_getClassMethod()`:分别获取实例方法和类方法。 - `method_exchangeImplementations()`:交换两个方法的实现。 - `object_setIvar()`和`object_getIvar()`:设置和获取实例变量的值。 - `addMethod()`和`removeMethod()`:添加或删除方法。 - `exchangeInstanceMethods()`和`exchangeClassMethods()`:方法交换。三、KVO（Key-Value Observing） KVO是一种观察者模式，可以监听对象属性的变化。其底层实现依赖于Runtime： 1. **添加观察**：当我们使用`-[NSObject addObserver:forKeyPath:options:context:]`添加观察者时，Runtime会在被观察对象的属性上添加setter方法，如果原本没有setter，Runtime会自动生成。 2. **通知变化**：当属性值发生变化时，Runtime会调用生成的setter，然后自动通知所有观察者，调用他们的`observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:`方法。 3. **移除观察**：使用`-[NSObject removeObserver:forKeyPath:]`移除观察者，Runtime会清理相关数据。四、Runtime与方法调用1. **方法缓存**：Runtime维护了一个方法缓存，用于快速查找方法。当我们第一次调用方法时，如果没有找到，Runtime会去元类和父类中查找，然后存入缓存。 2. **消息转发**：如果Runtime在类和其所有父类中都找不到方法，会触发消息转发机制。对象有机会通过`-forwardingTargetForSelector:`指定另一个对象处理消息；如果返回nil，则进入第二阶段，通过`-forwardInvocation:`将消息封装成`NSInvocation`对象进行处理。 3. **Category的实现**：Category可以为已有的类添加方法，其实现依赖Runtime。Category的方法会被添加到类的方法列表中，可以在运行时动态调用。五、Runtime在实际开发中的应用- **AOP（面向切面编程）**：利用Runtime可以实现类似AspectJ的切面编程，如日志记录、性能监控等。 - **动态代理**：Runtime可以创建动态代理对象，用于拦截和控制对象的行为。 - **代码混淆**：Runtime可以用于修改类名、方法名，提升App的安全性。 Runtime是Objective-C的核心，深入理解Runtime能够帮助开发者更好地掌握iOS开发的底层机制，提高代码的灵活性和可维护性。通过熟练运用Runtime，我们可以实现许多高级特性，解决日常开发中的难题。