前言
我第一次开始重视Objective-C Runtime是从2014年11月1日，@唐巧老师在微博上发的一条微博开始。
这是sunnyxx在线下的一次分享会。会上还给了4道题目。
这4道题以我当时的知识，很多就不确定，拿不准。从这次入院考试开始，就成功入院了。后来这两年对Runtime的理解慢慢增加了，打算今天自己总结总结平时一直躺在我印象笔记里面的笔记。有些人可能有疑惑，学习Runtime到底有啥用，平时好像并不会用到。希望看完我这次的总结，心中能解开一些疑惑。
目录
- 1.Runtime简介
- 2.NSObject起源
- (1) isa_t结构体的具体实现
- (2) cache_t的具体实现
- (3) class_data_bits_t的具体实现
- 3.入院考试
一. Runtime简介
Runtime 又叫运行时，是一套底层的 C 语言 API，是 iOS 系统的核心之一。开发者在编码过程中，可以给任意一个对象发送消息，在编译阶段只是确定了要向接收者发送这条消息，而接受者将要如何响应和处理这条消息，那就要看运行时来决定了。
C语言中，在编译期，函数的调用就会决定调用哪个函数。
而OC的函数，属于动态调用过程，在编译期并不能决定真正调用哪个函数，只有在真正运行时才会根据函数的名称找到对应的函数来调用。
Objective-C 是一个动态语言，这意味着它不仅需要一个编译器，也需要一个运行时系统来动态得创建类和对象、进行消息传递和转发。
Objc 在三种层面上与 Runtime 系统进行交互：
1. 通过 Objective-C 源代码
一般情况开发者只需要编写 OC 代码即可，Runtime 系统自动在幕后把我们写的源代码在编译阶段转换成运行时代码，在运行时确定对应的数据结构和调用具体哪个方法。
2. 通过 Foundation 框架的 NSObject 类定义的方法
在OC的世界中，除了NSProxy类以外，所有的类都是NSObject的子类。在Foundation框架下，NSObject和NSProxy两个基类，定义了类层次结构中该类下方所有类的公共接口和行为。NSProxy是专门用于实现代理对象的类，这个类暂时本篇文章不提。这两个类都遵循了NSObject协议。在NSObject协议中，声明了所有OC对象的公共方法。
在NSObject协议中，有以下5个方法，是可以从Runtime中获取信息，让对象进行自我检查。
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- (Class)class OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE("use 'anObject.dynamicType' instead"); - (BOOL)isKindOfClass:(Class)aClass; - (BOOL)isMemberOfClass:(Class)aClass; - (BOOL)conformsToProtocol:(Protocol *)aProtocol; - (BOOL)respondsToSelector:(SEL)aSelector; |
-class方法返回对象的类；
-isKindOfClass: 和 -isMemberOfClass: 方法检查对象是否存在于指定的类的继承体系中(是否是其子类或者父类或者当前类的成员变量)；
-respondsToSelector: 检查对象能否响应指定的消息；
-conformsToProtocol:检查对象是否实现了指定协议类的方法；
在NSObject的类中还定义了一个方法
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1 |
- (IMP)methodForSelector:(SEL)aSelector; |
这个方法会返回指定方法实现的地址IMP。
以上这些方法会在本篇文章中详细分析具体实现。
3. 通过对 Runtime 库函数的直接调用
关于库函数可以在Objective-C Runtime Reference中查看 Runtime 函数的详细文档。
关于这一点，其实还有一个小插曲。当我们导入了objc/Runtime.h和objc/message.h两个头文件之后，我们查找到了Runtime的函数之后，代码打完，发现没有代码提示了，那些函数里面的参数和描述都没有了。对于熟悉Runtime的开发者来说，这并没有什么难的，因为参数早已铭记于胸。但是对于新手来说，这是相当不友好的。而且，如果是从iOS6开始开发的同学，依稀可能能感受到，关于Runtime的具体实现的官方文档越来越少了？可能还怀疑是不是错觉。其实从Xcode5开始，苹果就不建议我们手动调用Runtime的API，也同样希望我们不要知道具体底层实现。所以IDE上面默认代了一个参数，禁止了Runtime的代码提示，源码和文档方面也删除了一些解释。
具体设置如下:
二. NSObject起源
由上面一章节，我们知道了与Runtime交互有3种方式，前两种方式都与NSObject有关，那我们就从NSObject基类开始说起。
以下源码分析均来自objc4-680
NSObject的定义如下
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typedef struct objc_class *Class; @interface NSObject { Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY; } |
在Objc2.0之前，objc_class源码如下：
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struct objc_class { Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY; #if !__OBJC2__ Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE; const char *name OBJC2_UNAVAILABLE; long version OBJC2_UNAVAILABLE; long info OBJC2_UNAVAILABLE; long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE; #endif } OBJC2_UNAVAILABLE; |
在这里可以看到，在一个类中，有超类的指针，类名，版本的信息。
ivars是objc_ivar_list成员变量列表的指针；methodLists是指向objc_method_list指针的指针。*methodLists是指向方法列表的指针。这里如果动态修改*methodLists的值来添加成员方法，这也是Category实现的原理，同样解释了Category不能添加属性的原因。
关于Category，这里推荐2篇文章可以仔细研读一下。
深入理解Objective-C：Category
结合 Category 工作原理分析 OC2.0 中的 runtime
然后在2006年苹果发布Objc 2.0之后，objc_class的定义就变成下面这个样子了。
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typedef struct objc_class *Class; typedef struct objc_object *id; @interface Object { Class isa; } @interface NSObject { ped-line" id="crayon-581287fc67fb1762304352-6">}@interface NSObject { .png" alt="111194012-f7742ef5e59aef98">
前言我第一次开始重视Objective-C Runtime是从2014年11月1日，@唐巧老师在微博上发的一条微博开始。 这是sunnyxx在线下的一次分享会。会上还给了4道题目。 这4道题以我当时的知识，很多就不确定，拿不准。从这次入院考试开始，就成功入院了。后来这两年对Runtime的理解慢慢增加了，打算今天自己总结总结平时一直躺在我印象笔记里面的笔记。有些人可能有疑惑，学习Runtime到底有啥用，平时好像并不会用到。希望看完我这次的总结，心中能解开一些疑惑。 目录
一. Runtime简介Runtime 又叫运行时，是一套底层的 C 语言 API，是 iOS 系统的核心之一。开发者在编码过程中，可以给任意一个对象发送消息，在编译阶段只是确定了要向接收者发送这条消息，而接受者将要如何响应和处理这条消息，那就要看运行时来决定了。 C语言中，在编译期，函数的调用就会决定调用哪个函数。 Objective-C 是一个动态语言，这意味着它不仅需要一个编译器，也需要一个运行时系统来动态得创建类和对象、进行消息传递和转发。 Objc 在三种层面上与 Runtime 系统进行交互： 1. 通过 Objective-C 源代码一般情况开发者只需要编写 OC 代码即可，Runtime 系统自动在幕后把我们写的源代码在编译阶段转换成运行时代码，在运行时确定对应的数据结构和调用具体哪个方法。 2. 通过 Foundation 框架的 NSObject 类定义的方法在OC的世界中，除了NSProxy类以外，所有的类都是NSObject的子类。在Foundation框架下，NSObject和NSProxy两个基类，定义了类层次结构中该类下方所有类的公共接口和行为。NSProxy是专门用于实现代理对象的类，这个类暂时本篇文章不提。这两个类都遵循了NSObject协议。在NSObject协议中，声明了所有OC对象的公共方法。 在NSObject协议中，有以下5个方法，是可以从Runtime中获取信息，让对象进行自我检查。
-class方法返回对象的类； 在NSObject的类中还定义了一个方法
这个方法会返回指定方法实现的地址IMP。 以上这些方法会在本篇文章中详细分析具体实现。 3. 通过对 Runtime 库函数的直接调用关于库函数可以在Objective-C Runtime Reference中查看 Runtime 函数的详细文档。 关于这一点，其实还有一个小插曲。当我们导入了objc/Runtime.h和objc/message.h两个头文件之后，我们查找到了Runtime的函数之后，代码打完，发现没有代码提示了，那些函数里面的参数和描述都没有了。对于熟悉Runtime的开发者来说，这并没有什么难的，因为参数早已铭记于胸。但是对于新手来说，这是相当不友好的。而且，如果是从iOS6开始开发的同学，依稀可能能感受到，关于Runtime的具体实现的官方文档越来越少了？可能还怀疑是不是错觉。其实从Xcode5开始，苹果就不建议我们手动调用Runtime的API，也同样希望我们不要知道具体底层实现。所以IDE上面默认代了一个参数，禁止了Runtime的代码提示，源码和文档方面也删除了一些解释。 具体设置如下: 如果发现导入了两个库文件之后，仍然没有代码提示，就需要把这里的设置改成NO，即可。
二. NSObject起源由上面一章节，我们知道了与Runtime交互有3种方式，前两种方式都与NSObject有关，那我们就从NSObject基类开始说起。 以下源码分析均来自objc4-680 NSObject的定义如下
在Objc2.0之前，objc_class源码如下：
在这里可以看到，在一个类中，有超类的指针，类名，版本的信息。 关于Category，这里推荐2篇文章可以仔细研读一下。 然后在2006年苹果发布Objc 2.0之后，objc_class的定义就变成下面这个样子了。
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