iOS Runtime的探讨

一、iOSruntime原理

iOS Runtime是基于C语言的库，它提供了一系列底层API来实现Objective-C的各种特性。在iOS系统中，Objective-C本质上是通过Runtime实现类与对象之间的映射关系，并且实现了动态绑定、消息传递以及消息转发等功能。

Objective-C主要的工作方式是通过方法进行消息传递。在编译时，我们调用的是方法名，但在运行时则是通过Runtime中的方法查找实现来实现消息传递的。

二、ios runtime消息转发预防崩溃

iOS应用程序不可避免会出现问题，其中一种常见的问题是崩溃。在应用程序崩溃时，我们可以利用Runtime的特性来解决问题。

Objective-C提供了消息转发机制，其作用是在找不到方法实现时，传递消息的对象能够在运行时动态生成方法并实现对应的功能。

我们可以使用Runtime提供的`-resolveInstanceMethod:`方法，来动态解析类中的方法。在`-resolveInstanceMethod:`方法中，我们可以通过传递一个方法选择器，然后手动添加并为这个选择器执行一个实现。

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    if (sel == @selector(test)) {
        class_addMethod(self, sel, (IMP)testMethod, "");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

void testMethod(void) {
    NSLog(@"testMethod was called");
}

三、iosruntime消息转发机制

当我们调用一个对象的某个方法时，消息会从对象开始传递，最终被消息的接收方处理掉。然而当接收方无法处理这个消息时，消息传递过程就不再是一条线的形式。

在Objective-C中，我们可以利用Runtime提供的消息转发机制来解决这一问题。消息转发机制的基本思想是：当一个对象无法响应某个消息时，它可以把这个消息转发给另一个对象来处理。常见的消息转发分为三个步骤：首先，我们需要实现`-resolveInstanceMethod:`方法，这个方法能够动态解析类中的方法。当类无法动态解析方法时，会触发`-forwardingTargetForSelector:`方法，该方法能够将该方法转发给另一个对象来处理。最后，如果还无法处理该方法时，执行`-methodSignatureForSelector:`方法和`-forwardInvocation:`方法，这两个方法可以将消息的参数进行包装并转发。

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(test)) {
        NSLog(@"forwardingTargetForSelector was called");
        return [OtherObject new];
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(test)) {
        NSLog(@"methodSignatureForSelector was called");
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    if (anInvocation.selector == @selector(test)) {
        NSLog(@"forwardInvocation was called");
        [anInvocation invokeWithTarget:[OtherObject new]];
    } else {
        [super forwardInvocation:anInvocation];
    }
}

- (void)test {
    NSLog(@"test method was called");
}

四、ios runtime简单用法

iOS runtime可以用来从已有的类和方法中创建新的类和方法，可以通过下列方法在运行时获取并操作类。我们可以通过Runtime来获得类名，实例变量、属性、方法、协议等信息。

// 获取类名
NSString *className = NSStringFromClass([UIView class]);

// 创建类
Class newClass = objc_allocateClassPair([NSObject class], "NewObject", 0);

// 添加实例变量
class_addIvar(newClass, "_name", sizeof(NSString *), log(sizeof(NSString *)), @encode(NSString *));

// 添加方法
class_addMethod(newClass, @selector(newMethod), (IMP)imp_implementationWithBlock(^(id self) {
    NSLog(@"New method implementation");
}), "v@:");

// 注册新类
objc_registerClassPair(newClass);

五、iOS runtime应用

在iOS的开发中，我们经常需要使用Runtime来实现一些高级功能，比如在运行时动态创建类，为已存在的类动态添加方法等等。利用Runtime，我们可以实现很多功能，比如方法交换、方法调用等。

一个常见的应用是Hook系统API，我们可以使用Method Swizzling技术，来替换系统API的实现。例如，如果我们想要Hook一个系统提供的方法，比如`NSLog()`，我们可以先定义一个方法，然后将`NSLog()`和我们定义的方法进行交换。

// 定义新的NSLog()方法
void newNSLog(NSString *format, ...) {
    // 自定义的实现
}

// 获取原方法
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(objc_getClass("NSConcretePrintStream"), sel_registerName("write:"));

// 获取新方法
Method replacementMethod = class_getFunctionImplementation([self class], sel_registerName("newNSLog"));

// 交换方法
method_exchangeImplementations(originalMethod, replacementMethod);

六、ios runtime的理解

iOS Runtime是Objective-C语言的核心，可以理解为Objective-C的中介，就像JavaScript中的虚拟机（VM）一样。在Objective-C开发中，我们经常需要运行时来扩展系统API和实现动态方法调用。利用iOS Runtime，我们可以在不修改代码的情况下改变其行为，这是Objective-C的核心特性之一。

理解iOS Runtime可以让我们更好地理解Objective-C，从而开发更高效的应用程序。在实际开发中，我们应该充分利用iOS Runtime提供的特性进行优化和扩展。

七、iOS runtime和runloop

在iOS开发中，我们通常使用Runloop来负责处理事件和响应用户的操作。iOS Runtime可以从根本上改变Runloop的行为，并且可以在执行某些特殊操作时使用Runloop的一些特性。

利用Runloop和iOS Runtime，我们可以实现一些高级功能，例如异步下载图片，实现后台任务，对系统的API进行Hook等等。通过理解iOS Runtime和Runloop的交互原理，我们可以更好地管理应用程序的工作流，提高应用程序的性能和响应能力。