深入了解Swiftruntime

Swiftruntime是Swift語言中的一個非常重要的運行庫。它包含了許多在程序運行時需要的類、函數和變量。

一、Swiftruntime的概述

Swiftruntime庫中的類、函數和變量是由Swift編譯器自動生成的。這些代碼在編譯時會生成一個中間語言的文件，然後在運行時被加載到內存中。

Swiftruntime庫包含了許多有用的功能，例如，動態創建和銷毀對象、動態綁定方法、查找類信息等等。通過這些功能，我們可以在程序運行時動態地增加、刪除或修改代碼的行為。

在Swiftruntime庫中，最重要的部分是Class結構體和Object結構體。Class結構體代表一個類對象，Object結構體代表一個實例對象。在很多情況下，我們需要使用這些結構體與Swiftruntime庫進行交互。

二、動態創建和銷毀對象

使用Swiftruntime庫可以在程序運行時動態地創建和銷毀對象。

import Foundation
import ObjectiveC.runtime

class Person: NSObject {
    var name: String?
    
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
}

let pClass = objc_allocateClassPair(Person.self, "Student", 0)
objc_registerClassPair(pClass)

let p = pClass?.alloc() as? Person
p?.name = "張三"
print(p?.name ?? "Unnamed")

objc_disposeClassPair(pClass)

以上代碼中，我們使用objc_allocateClassPair()函數創建了一個名為Student的類，並使用objc_registerClassPair()函數註冊該類。然後我們使用該類的alloc()函數創建了一個實例對象，並給這個人對象的名字賦值為“張三”。

最後，我們使用objc_disposeClassPair()函數銷毀創建的Student類。

三、動態綁定方法

使用Swiftruntime庫可以在程序運行時動態地綁定方法。我們可以在運行時為一個類添加方法，或者替換一個已有的方法。

import Foundation
import ObjectiveC.runtime

class Person: NSObject {
    @objc dynamic func sayHello() {
        print("Hello")
    }
}

let p = Person()
p.sayHello()

let instanceMethod = class_getInstanceMethod(Person.self, #selector(Person.sayHello))
let originalIMP = method_getImplementation(instanceMethod!)

let block : @convention(block) (AnyObject) -> Void = { (selfInstance: AnyObject) -> Void in
    print("Hi, this is an IMP block")
    let originalIMP: IMP = class_getMethodImplementation(Person.self, #selector(Person.sayHello))
    typealias OriginalIMPType = @convention(c) (AnyObject, Selector) -> Void
    let originalMethod: OriginalIMPType = unsafeBitCast(originalIMP, to: OriginalIMPType.self)
    originalMethod(selfInstance, #selector(Person.sayHello))
}

let impl = imp_implementationWithBlock(unsafeBitCast(block,to: AnyObject.self))

method_setImplementation(instanceMethod!, impl)

p.sayHello()

以上代碼中，我們首先創建了一個簡單的Person類，它含有一個說Hello的方法。然後我們獲取該方法的實現並保存在originalIMP變量中。

接着，我們創建了一個簡單的閉包作為新的IMP，並使用imp_implementationWithBlock()函數將這個閉包轉化成IMP。然後我們調用method_setImplementation()函數將這個新的IMP設置為類中原方法的實現。

最後，我們使用對象的sayHello()方法時，會調用新的IMP方法，它將首先輸出一些信息，然後調用原方法的實現。

四、查找類信息

Swiftruntime庫還提供了許多函數來查找和獲取類信息。使用這些函數，我們可以獲取一個類的父類、實例變量、屬性、方法、遵循的協議等等信息。

import ObjectiveC.runtime

class Person: NSObject {
    var name: String?
    var age: Int = 0
    @objc dynamic func sayHello() {}
}

let p = Person()
let pClass: AnyClass? = object_getClass(p)

if let superclass: AnyClass = class_getSuperclass(pClass) {
    print("\(NSStringFromClass(superclass)) is the superclass of \(NSStringFromClass(pClass!))")
}

var count: UInt32 = 0
if let ivars = class_copyIvarList(pClass!, &count) {
    for i in 0..<count {
        let ivar: Ivar = ivars[Int(i)]
        print(ivar_getName(ivar)!)
    }
}

count = 0
if let propertyList = class_copyPropertyList(pClass!, &count) {
    for i in 0..<count {
        let property: objc_property_t = propertyList[Int(i)]
        print(property_getName(property))
    }
}

count = 0
if let methodList = class_copyMethodList(pClass!, &count) {
    for i in 0..<count {
        let method: Method = methodList[Int(i)]
        print(method_getName(method))
    }
}

count = 0
if let protocolList = class_copyProtocolList(pClass!, &count) {
    for i in 0..<count {
        let protocolObj: Protocol = protocolList[Int(i)]
        print(NSStringFromProtocol(protocolObj))
    }
}

以上代碼中，我們首先創建了一個簡單的Person類，並獲取了類對象pClass。然後我們使用class_getSuperclass()函數獲取了該類的父類，並輸出了該信息。

接着，我們使用class_copyIvarList()函數、class_copyPropertyList()函數、class_copyMethodList()函數、class_copyProtocolList()函數獲取了該類的實例變量、屬性、方法、遵循的協議，並將它們輸出。

五、總結

Swiftruntime庫是Swift語言中的一個重要的運行庫，它提供了許多在程序運行時需要的類、函數和變量。通過使用Swiftruntime庫，我們可以動態地創建和銷毀對象、動態綁定方法、查找類信息等等，從而實現一些非常高級的功能。