概述
iOS runtime就是平时说的运行时，它和OC语言的动态性息息相关，它是一套C语言的API。
所谓动态性就是，OC在编译时并不是绑定函数，而是在运行的时候，才决定调用哪一个函数。
runtime中的一些术语
（1）SEL：他就是一个映射到方法的C字符串，我的理解是他就代表了一个方法，在一个类中，绝对不可能有两个重名的方法。
类型是typedef struct objc_selector *SEL
（2）id：结构体指针类型，指向OC的任何对象。
类型是typedef struct objc_object *id
这个结构体中包含一个isa指针，指向对象的类，这个指针的类型就是Class
（3）Class：指向结构体objc_class的指针
类型是typedef struct objc_class *Class
这个结构体如下所示：
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;
各个属性的意义：
isa：指向元类(mete class)
super_class：指向父类
name：类名
version：类的版本号
info：类的信息
instance_size：类的实例对象的大小
ivars：指向类的成员变量列表的指针
methodLists：指向类的实例方法列表。 它将方法选择器和方法的实现地址联系起来，methodLists是一个指向指针的指针，它指向的指针是objc_method_list， 我们可以通过修改*methodLists来添加类的成员方法，这也就是category的原理。因此，我们也可以知道category无法添加成员变量的原因。
cache：被调用过的方法的缓存，runtime将被调用过的方法假如到cache，下次调用的时候更快。
protocols：类中的协议列表
消息发送
在iOS中调用一个函数，就是给对象发送一个消息。例如[reciver message];这局代码会被编译器转化成objc_msgSend(reciver,selector)。
那么消息的发送经过哪些步骤呢？
（1）检查selector是否需要忽略。例如对于PC端的开发，有垃圾回收机制，会忽略retain和release消息；
（2）检查消息的接受者是不是nil，OC中像nil发送消息不会导致crash，runtime会忽略掉这个消息；
（3）在缓存cache中查找有无这个方法，有的话就执行；
（4）在类方法中查找有无这个方法，没有的话就去父类中查找，一直查找的NSObject
（5）如果NSObject也没有这个方法，就要进行动态方法解析。
而在消息的发送中，编译器会根据情况在objc_msgSend,objc_msgSend_stret,objc_msgSendSuper,objc_msgSendSuper_stret之间进行选择，只会调用一个。
其中： （1）消息传递给父类会调用带有super的； （2）消息返回的值是数据结构，而不是简单的值，会调用带有stret的函数。
看看消息发送的图示：
动态方法解析
上面我们说过一个消息的发送，如果一直寻找到NSObject类也没有找到这个方法，就要调用动态方法解析啦。
首先还是直接上图：
图中包含了三个函数，分别是：resolveInstanceMethod,forwardingTargetForSelector，forwardInvocation。
（1）首先进入resolveInstanceMethod，如果这个函数返回yes，则要利用class_addMethod函数动态的添加方法，消息得到处理，那么就能OK了；如果resolveInstanceMethod返回No，那么就要进入消息的重定向，也就是进入函数forwardingTargetForSelector；
(2) forwardingTargetForSelector是runtime给我们第二次机会去，指定哪个对象去相应selector方法(重定向)。假如返回否个对象，就调用这个对象的方法 ，如果返回nil,则进入forwardInvocation（转发）。
(3)这是runtime给的最后一次机会了，我们可以在forwardInvocation方法中修改方法的实现和响应对象。而forwardInvocation函数包含一个参数NSInvocation,我们要通过MethodSignatureForSelector获取方法签名。
如果以上三步，还没有响应的话，那么runtime也救不了你了，程序崩溃。
runtime应用实例
平时开发，完全感觉不到runtime有什么作用，但是很多人都用过一个字典转模型的框架MJ_extension，这个框架就要用到runtime。下面说一下，我所了解的runtime的应用，可能不全面，希望了解其他应用的朋友可以交流。
字典模型互相转换
按照一般的思想，字典给model赋值要这样写：
-(instancetype)initWithDictionary:(NSDictionary *)dict{
if (self = [super init]) {
self.age = dict[@"age"];
self.name = dict[@"name"];
}
return self;
}
但是加入这个对象的属性，有一万个呢，这样一个个去写，会让程序员崩溃的。那么这时候runtime就派上用场了。
(1) 字典转模型
1.根据字典的key生成set方法，
2.使用msg_send调用setter方法为模型的属性赋值；（也可以用KVC）
//字典转模型
+(id)objectWithKeyValues:(NSDictionary *)aDictionary{
id objc = [[self alloc] init];
for (NSString *key in aDictionary.allKeys) {
id value = aDictionary[key];
/*判断当前属性是不是Model*/
objc_property_t property = class_getProperty(self, key.UTF8String);
unsigned int outCount = 0;
objc_property_attribute_t *attributeList = property_copyAttributeList(property, &outCount);
objc_property_attribute_t attribute = attributeList[0];
NSString *typeString = [NSString stringWithUTF8String:attribute.value];
if ([typeString isEqualToString:@"@\"TestModel\""]) {
value = [self objectWithKeyValues:value];
}
/**********************/
//生成setter方法，并用objc_msgSend调用
NSString *methodName = [NSString stringWithFormat:@"set%@%@:",[key substringToIndex:1].uppercaseString,[key substringFromIndex:1]];
SEL setter = sel_registerName(methodName.UTF8String);
if ([objc respondsToSelector:setter]) {
((void (*) (id,SEL,id)) objc_msgSend) (objc,setter,value);
}
}
return objc;
}
(2) 模型转字典
1.调用Class_copyPropertyList获取所有model的属性，
2.调用property_getName取得属性名字；
3.调用属性的getter方法
4.利用msg_send调用getter方法获取值
//模型转字典
-(NSDictionary *)keyValuesWithObject{
unsigned int outCount = 0;
objc_property_t *propertyList = class_copyPropertyList([self class], &outCount);
NSMutableDictionary *dict = [NSMutableDictionary dictionary];
for (int i = 0; i < outCount; i ++) {
objc_property_t property = propertyList[i];
//生成getter方法，并用objc_msgSend调用
const char *propertyName = property_getName(property);
SEL getter = sel_registerName(propertyName);
if ([self respondsToSelector:getter]) {
id value = ((id (*) (id,SEL)) objc_msgSend) (self,getter);
/*判断当前属性是不是Model*/
if ([value isKindOfClass:[self class]] && value) {
value = [value keyValuesWithObject];
}
/**********************/
if (value) {
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:propertyName];
[dict setObject:value forKey:key];
}
}
}
return dict;
}
自动归档
不使用runtime时，归档要这样写：
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder{
[aCoder encodeObject:self.name forKey:@"name"];
[aCoder encodeObject:self.ID forKey:@"ID"];
}
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder{
if (self = [super init]) {
self.ID = [aDecoder decodeObjectForKey:@"ID"];
self.name = [aDecoder decodeObjectForKey:@"name"];
}
return self;
}
而使用了runtime之后：
1.使用Class_copyIvarList获取当前model的所有成员变量；
2.使用ival_getName，获取属性的名称；
3.使用KVC赋值和取得值
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder{
unsigned int outCount = 0;
Ivar *vars = class_copyIvarList([self class], &outCount);
for (int i = 0; i < outCount; i ++) {
Ivar var = vars[i];
const char *name = ivar_getName(var);
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
// 注意kvc的特性是，如果能找到key这个属性的setter方法，则调用setter方法
// 如果找不到setter方法，则查找成员变量key或者成员变量_key，并且为其赋值
// 所以这里不需要再另外处理成员变量名称的“_”前缀
id value = [self valueForKey:key];
[aCoder encodeObject:value forKey:key];
}
}
- (nullable instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder{
if (self = [super init]) {
unsigned int outCount = 0;
Ivar *vars = class_copyIvarList([self class], &outCount);
for (int i = 0; i < outCount; i ++) {
Ivar var = vars[i];
const char *name = ivar_getName(var);
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
id value = [aDecoder decodeObjectForKey:key];
[self setValue:value forKey:key];
}
}
return self;
}
对象关联
我们知道category不能为对象增加属性，但是我们通过对象关联，可以为category增加自定义属性。
这个我没有用过，后期再补充
参考文章
http://www.cocoachina.com/ios/20160523/16386.html
http://www.cnblogs.com/ioshe/p/5489086.html
感谢两位作者的分享。
