Runtime介绍---术语介绍

1. 什么是Runtime

Runtime又叫运行时，是一套C语言的API。我们平时编写的OC代码，底层都是基于它来实现的。Runtime是一门动态语言，它会将一些工作放在代码运行时才处理而并非在编译时处理。

2. Runtime相关名词介绍

SEL
是selector在Objc中的表示，selector是方法选择器。

id
id是一个参数类型，它是指向某个类的实例的指针。定义如下：

typedef struct objc_object *id;

我们在看看objc_object的定义

struct objc_object { Class isa; };

从以上定义，看一看到objc_object结构体包含一个isa指针，根据isa指针就可以找到对象所属的类。

注意：isa指针在代码运行时并不总指向实例对象所属的类型，所以不能依靠它来确定类型。要想确定类型还是需要用对象的-class方法。

Class

typedef struct objc_class *Class;

Class其实是指向objc_class结构体的指针，
Object_Class结构体的定义

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;

解释个每个参数的含义：
isa：是一个结构体类型的指针，指向该对象的类，而类中也有个isa指针，指向meteClass（元类），在元类中保存了类方法的列表。在元类中也有个isa指针，它指向根元类。
super_class: 父类，如果该类已经是最顶层的根类，那么那为NULL。
** version: 类的版本信息，默认为0。
info: 供运行期使用的一些位标识。
** instance_size：该类的实例变量大小。
** ivars： 成员变量数组。
** methodLists： 方法名
** cache**：为方法调用的性能进行优化。

或许你已经注意到了，objc_class中也有一个isa指针，这说明Objc类本身也是一个对象。为了处理类和对象的关系，Runtime库创建了一种叫做Meta Class（元类）的东西，类对象所属的类就叫做元类。我们所熟悉的类方法，就源自Meta Class，我们可以理解为类方法就是类对象的实例方法。所有的元类都指向一个根元类Root Meta Class。

Method
类中某个方法的类型

typedef struct objc_method *Method;
struct objc_method {
    SEL method_name                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
    char *method_types                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    IMP method_imp                                           OBJC2_UNAVAILABLE;
}

objc_method 存储了方法名，方法类型和方法实现：

方法名类型为SEL
方法类型method_types是个char指针，存储方法的参数类型和返回值类型。
method_imp指向了方法的实现，本质是一个函数指针。

IMP
IMP在objc.h中的定义是：

typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);

它是一个函数指针，这是由编译器生成的。当你发起一个Objc消息时，最终它会执行哪段代码，就是由这个函数指针指定的。函数实现由它定。

Cache
定义如下：

typedef struct objc_cache *Cache
struct objc_cache {
    unsigned int mask /* total = mask + 1 */                 OBJC2_UNAVAILABLE;
    unsigned int occupied                                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    Method buckets[1]                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
};

Cache为方法调用的性能做了些优化，当实例对象接收到一个消息时，它不会直接在isa指针指向的类的方法列表中遍历查找能够响应的方法，因为每次都要查找效率太低了，会优先在Cache中查找。Runtime系统会把被调用过的方法存到Cache中，如果一个方法被调用，下次查找的时候就会效率更高。

3. Runtime能干什么

OC是一门动态语言，动态意味着我们在方法调用的时候才去查找该方法并调用执行，所以我们可以在方法被调用时做一些事情。

3.1 发送消息

方法调用的本质，就是让对象发送消息。

3.2 交换方法

系统自带的方法功能不够用时，可以给系统方法进行功能扩展，并且保持原有的功能。

3.3 动态添加方法

如果一个类方法非常多，当加载到内存的时候会比较耗费资源，需要给每个方法生成映射表，可以使用动态给某个类添加方法解决。如经典面试题：有没有使用performSelctor，其实主要是想问你有没有动态添加过方法。

3.4 给分类添加属性

给一个分类声明属性，其实本质就是给这个类添加关联，并不是直接把这个值内存空间添加到内存。

3.5 字典与模型互转

实现字典和模型之间互相转换。