【金沙澳门官网jin5888】关于Runtime

Objective-C是一门动态语言,它依赖runtime库将编译和链接时做的事情推迟到运行时处理。

这是OC运行时实战应用系列的第二篇,你可以在这里找到实战应用1,这一片主要从消息发送,消息转发,消息交换的角度讲解相关应用。

lldb(gdb)常用的调试命令?

po:打印对象,会调用对象description方法。是print-object的简写

expr:可以在调试时动态执行指定表达式,并将结果打印出来,很有用的命令

print:也是打印命令,需要指定类型

bt:打印调用堆栈,是thread backtrace的简写,加all可打印所有thread的堆栈

br l:是breakpoint list的简写

例如我们在调用实例方法[receiver
message]时,Objective-C会利用runtime转换成objc_msgSend(receiver,selector)。如果receiver所在的类方法列表中没有实现message的实现,则会去父类的方法列表中继续寻找…直到根类,如果一直没有响应message方法,那么就会进入消息动态处理机制。

Objective-C
是一门动态语言,它的动态性体现在它将很多编译和链接时做的事推延到运行时处理,而这一机制主要依赖系统提供的
runtime 库。利用 runtime 库,我们能在运行时做很多事,例如
objc_setAssociatedObject 动态绑定属性、method
swizzling、class_copyIvarList 动态获取属性实现 ORM(Object Relational
Mapping)、消息转发等,本文先解析消息转发机制。

BAD_ACCESS在什么情况下出现?

访问一个僵尸对象,访问僵尸对象的成员变量或者向其发消息

死循环

如何调试BAD_ACCESS错误

设置全局断点快速定位问题代码所在行

金沙澳门官网jin5888,开启僵尸对象调试功能

简述下Objective-C中调用方法的过程(runtime)

Objective-C是动态语言,每个方法在运行时会被动态转为消息发送,即:objc_msgSend(receiver,
selector),整个过程介绍如下:

objc在向一个对象发送消息时,runtime库会根据对象的isa指针找到该对象实际所属的类

然后在该类中的方法列表以及其父类方法列表中寻找方法运行

如果,在最顶层的父类(一般也就NSObject)中依然找不到相应的方法时,程序在运行时会挂掉并抛出异常unrecognized
selector sent to XXX

但是在这之前,objc的运行时会给出三次拯救程序崩溃的机会,这三次拯救程序奔溃的说明见问题《什么时候会报unrecognized
selector的异常》中的说明

补充说明:Runtime 铸就了Objective-C
是动态语言的特性,使得C语言具备了面向对象的特性,在程序运行期创建,检查,修改类、对象及其对应的方法,这些操作都可以使用runtime中的对应方法实现。

什么是method swizzling(俗称黑魔法)

简单说就是进行方法交换

在Objective-C中调用一个方法,其实是向一个对象发送消息,查找消息的唯一依据是selector的名字。利用Objective-C的动态特性,可以实现在运行时偷换selector对应的方法实现,达到给方法挂钩的目的

每个类都有一个方法列表,存放着方法的名字和方法实现的映射关系,selector的本质其实就是方法名,IMP有点类似函数指针,指向具体的Method实现,通过selector就可以找到对应的IMP

交换方法的几种实现方式

利用 method_exchangeImplementations 交换两个方法的实现

利用 class_replaceMethod 替换方法的实现

利用 method_setImplementation 来直接设置某个方法的IMP

Objective-C依次给我们三次拯救程序的机会:

几个概念

  1. Class

struct objc_class {
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__
    Class _Nullable super_class                              OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char * _Nonnull name                               OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list * _Nullable ivars                  OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache * _Nonnull cache                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list * _Nullable protocols          OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

作为面向对象编程语言的最重要的数据结构--类(Class),其实是一个C语言的结构体,这个结构体里面封装了描绘这个类所有信息。
//参数说明:
Class _Nonnull isa              一个指向类的结构体的指针,在objc中,根据对象的定义,凡是首地址是*isa的结构体指针,都可以认为是对象(id),所以类本身也是对象,它的isa指针指向它的源类,源类的isa指向根类,根类的isa指向本身。
Class _Nullable super_class         这也是一个指向类的结构体的指针,不过它指向这个类的父类,通过这个字段类之间形成了继承关系
const char * _Nonnull name          类名
long version                    类的版本信息,默认为0
long info                   供运行期使用的一些位标识
long instance_size              该类的实例变量大小
struct objc_ivar_list * _Nullable ivars     成员变量的数组的指针
struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists     方法定义的数组的二级指针
struct objc_cache * _Nonnull cache      指向最近使用的方法.用于方法调用的优化.
struct objc_protocol_list * _Nullable protocols 指向协议的数组的指针

总之这个结构体里面包含了面向对象程序的几大要素,对象与类的关系,继承体系,成员变量,成员方法,接口,以及用于函数调用缓存的cache。

2.Object

OC的对象其实也是包含一个isa指针的结构体

struct objc_object {
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};

3.SEL

可以理解为将方法名,参数列表,返回值进行hash化了的,在一个类里唯一存在的字符串键值,用来唯一标识一个函数

typedef struct objc_selector *SEL;

4.IMP

函数指针,可以用来调取函数体

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

5.Other

以下都是对一个结构体类型的封装,用在runtime库里的数据类型,我们在调用运行时API的时候会用到

typedef struct objc_class *Class;
typedef struct objc_object *id;
typedef struct objc_method *Method;
typedef struct objc_ivar *Ivar;
typedef struct objc_category *Category;
typedef struct objc_property *objc_property_t;
typedef struct objc_object Protocol;
typedef struct objc_cache *Cache
typedef struct objc_module *Module

objc中向一个nil对象发送消息将会发生什么?

在Objective-C中向nil发送消息是完全有效的——只是在运行时不会有任何作用

如果一个方法返回值是一个对象,那么发送给nil的消息将返回0(nil)

如果方法返回值为指针类型,其指针大小为小于或者等于sizeof(void*)

float,double,long double 或者long
long的整型标量,发送给nil的消息将返回0

如果方法返回值为结构体,发送给nil的消息将返回0。结构体中各个字段的值将都是0

如果方法的返回值不是上述提到的几种情况,那么发送给nil的消息的返回值将是未定义的

具体原因分析

objc是动态语言,每个方法在运行时会被动态转为消息发送,即:objc_msgSend(receiver,
selector)

为了方便理解这个内容,还是贴一个objc的源代码

金沙澳门官网jin5888 1

objc在向一个对象发送消息时,runtime库会根据对象的isa指针找到该对象实际所属的类,然后在该类中的方法列表以及其父类方法列表中寻找方法运行,然后再发送消息的时候,objc_msgSend方法不会返回值,所谓的返回内容都是具体调用时执行的。

如果向一个nil对象发送消息,首先在寻找对象的isa指针时就是0地址返回了,所以不会出现任何错误

objc中向一个对象发送消息[obj foo]和objc_msgSend()函数之间有什么关系?

[obj foo];在objc动态编译时,会被转意为:objc_msgSend(obj,
@selector(foo));

什么时候会报unrecognized selector的异常?

当调用该对象上某个方法,而该对象上没有实现这个方法的时候,
可以通过“消息转发”进行解决,如果还是不行就会报unrecognized selector异常

objc是动态语言,每个方法在运行时会被动态转为消息发送,即:objc_msgSend(receiver,
selector),整个过程介绍如下:

objc在向一个对象发送消息时,runtime库会根据对象的isa指针找到该对象实际所属的类

然后在该类中的方法列表以及其父类方法列表中寻找方法运行

如果,在最顶层的父类中依然找不到相应的方法时,程序在运行时会挂掉并抛出异常unrecognized
selector sent to XXX
。但是在这之前,objc的运行时会给出三次拯救程序崩溃的机会

三次拯救程序崩溃的机会

Method resolution

objc运行时会调用+resolveInstanceMethod:或者
+resolveClassMethod:,让你有机会提供一个函数实现。

如果你添加了函数并返回YES,那运行时系统就会重新启动一次消息发送的过程

如果 resolve 方法返回 NO ,运行时就会移到下一步,消息转发

1.动态添加方法

消息派发

[receiver message];
这是OC调用方法的写法,向receiver发送message消息。

clang -rewrite-objc MyClass.m
用 clang 的命令将 OC 的语法装换成 C 的语法,是这样的:

((void (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)receiver,
sel_registerName(“message”));
简化之后变成了下面的 C 语言的调用:

objc_msgSend(receiver, @selector(message));
所以说,objc发送消息,最终大都会转换为objc_msgSend的方法调用。

所以OC方法的调用过程大致是这样的:首先在Class中的缓存查找imp(没缓存则初始化缓存),如果没找到,则向父类的Class查找。如果一直查找到根类仍旧没有实现,则用_objc_msgForward函数指针代替imp。最后,执行这个imp。

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