本系列主要参考资料:
Objective-C Runtime Reference
Objective-C Runtime Programming Guide
涉及主要文件:objc/message.h,objc/objc-api.h,objc/objc.h,objc/runtime.h

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Objective-C Runtime是Objective-C的基础内容，理解了Objective-C Runtime对于掌握Objective-C的很多技术原理非常有用。特酷吧特别整理了Objective-C Runtime的内容，共六篇，本文是第二篇:
《Objective-C Runtime分析(一)-Runtime初步》
《Objective-C Runtime分析(二)-Class,Method,SEL,IMP》
《Objective-C Runtime分析(三)-objc_msgSend》
《Objective-C Runtime分析(四)--Dynamic Method Resolution》
《Objective-C Runtime分析(五)-Message Forwarding》
《Objective-C Runtime分析(六)-Type Encodings & Declared Properties》

本文参考地址:https://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Conceptual/ObjCRuntimeGuide/Articles/ocrtHowMessagingWorks.html
本文主要分析了与Objective-C Runtime密切相关的几个数据类型/概念:Class , Method,,SEL , IMP ,他们都在objc/objc.h中定义。先来看看他们的定义。

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  • typedef struct objc_class *Class;  
  • typedef struct objc_object {  
  •     Class isa;  
  • } *id;//可以看到,iOS中很重要的id实际上就是objc_object的指针.而NSObject的第一个对象就是Class类型的isa。因此id可以标示所有基于NSObject的对象。  
  • typedef struct objc_selector     *SEL;  
  • #if !OBJC_OLD_DISPATCH_PROTOTYPES  
  • typedef void (*IMP)(void /* id, SEL, ... */ );  
  • #else  
  • typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);  
  • #endif  


    • 一，Class
    Class 被定义为一个指向objc_class的结构体指针，表示一个类的类结构。objc_class在objc/objc_class.h中定义如下:

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  • struct objc_class {  
  •     Class isa;  
  •   
  • #if !__OBJC2__  
  •     Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;/*父类*/  
  •     const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;/*类名称*/  
  •     long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;/*版本信息*/  
  •     long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;/*类信息*/  
  •     long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;/*实例大小*/  
  •     struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;/*实例参数链表*/  
  •     struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;/*类方法链表*/  
  •     struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;/*类方法缓存*/  
  •     struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;/*协议链表*/  
  • #endif  
  • } OBJC2_UNAVAILABLE;  


    • 可见，Class是指向类结构体的指针，该类结构体含有一个指向其父类类结构的指针，该类方法的链表，该类方法的缓存以及其他信息。
    NSObject 的class方法就返回这样一个指向其类结构的指针。每一个基于NSObject的类实例对象都有一个指向该对象的类结构的指针，叫做isa。通过该指针，对象可以访问它对应的类以及相应的父类。

    二，Method
    Method是Runtime内部定义的方法,Class中定义有一个objc_method_list,链表都是objc_method类型的，定义如下:

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  • typedef struct objc_method *Method;  
  • struct objc_method {  
  •     SEL method_name                                          OBJC2_UNAVAILABLE;/*标示方法名称*/  
  •     char *method_types                                       OBJC2_UNAVAILABLE;/*方法的参数类型*/  
  •     IMP method_imp                                           OBJC2_UNAVAILABLE;/*指向该方法的具体实现的函数指针*/  
  • }  
  •       
  • struct objc_method_list {  
  •     struct objc_method_list *obsolete                        OBJC2_UNAVAILABLE;  
  •   
  •     int method_count                                         OBJC2_UNAVAILABLE;  
  • #ifdef __LP64__  
  •     int space                                                OBJC2_UNAVAILABLE;  
  • #endif  
  •     /* variable length structure */  
  •     struct objc_method method_list[1]                        OBJC2_UNAVAILABLE;  
  • }  


    • 三，SEL
    定义如下:
    typedef struct objc_selector     *SEL;
    标示该方法的名字/签名
    示例:
    -(void)helloTekuba:(NSString *)url port:(int)port
    {
        NSLog(@"%@,%d",url,port);
    }

    NSLog(@"SEL = %s",@selector(helloTekuba:port:));
    打印结果:
    SEL = helloTekuba:port:
    不同的类可以拥有相同的selector，不同类的实例对象performSelector相同的selector时，会在各自的方法链表中根据 selector 去查找具体的方法实现IMP, 然后用这个方法实现去执行具体的实现代码。这是一个动态绑定的过程，在编译的时候，我们不知道最终会执行哪一些代码，只有在执行的时候，通过selector去查询，我们才能确定具体的执行代码。

    四，IMP
    typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);
    我们知道 id是一个指向 objc_object 结构体的指针(请看本文前面objc_object的定义)，该结构体只有一个成员isa，所以任何继承自 NSObject 的类对象都可以用id 来指代，因为 NSObject 的第一个成员实例就是isa。
    IMP 是一个函数指针，这个被指向的函数包含一个接收消息的对象id, 调用方法的选标 SEL，以及不定个数的方法参数，并返回一个id。也就是说IMP是消息最终调用的执行代码，是方法真正的实现代码 。我们可以像在Ｃ语言里面一样使用这个函数指针。
    NSObject 类中的methodForSelector：方法就是这样一个获取指向方法实现IMP 的指针，methodForSelector：返回的指针和赋值的变量类型必须完全一致，包括方法参数类型和返回值类型。

    五，其他
    Ivar
    Runtime中用来表示instance variable,实例变量,跟某个对象关联，不能被静态方法使用，与之想对应的是class variable，其声明如下：
    typedef struct objc_ivar *Ivar;

    Category
    Runtime中用来表示Category，其声明为：
    typedef struct objc_category *Category;
    Catagory可以动态地为已经存在的类添加新的行为。这样可以保证类的原始设计规模较小，功能增加时再逐步扩展。使用Category对类进行扩展时，不需要访问其源代码，也不需要创建子类。关于更多Catagory的知识可以参考:http://www.tekuba.net/program/312/
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