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擴展：編譯時
看到運行時就會想到編譯時，編譯時主要是將源代碼翻譯成可識別的機器語言，如果編譯時類型檢查等翻譯過程中發現語法分析之類有錯誤會給出相應的提示。比如OC，swift，Java等高級語言的可讀性比較強，但是一般不會被機器直接識別，所以需要將他們編譯成機器語言（匯編等），轉為二進制

Runtime簡介

在 Objective-C 中，消息是直到運行的時候才和方法實現綁定的。編譯器會把一個消息表達式，

[receiver message]

轉換成一個對消息函數objc_msgSend的調用。該函數有兩個主要參數:消息接收者和消息對應的方法——也就是方法編號（name），發送消息時候，通過sel找到函數實現的指針imp

objc_msgSend(receiver, selector)

編譯器將自動插入調用該消息函數的代碼，同時接收消息中的任意數目的參數:

objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, ...)

該消息函數做了動態綁定所需要的一切:

• 它首先找到選標所對應的方法實現。因為不同的類對同一方法可能會有不同的實現，所以找到的方法實現依賴于消息接收者的類型。
• 然后將消息接收者對象(指向消息接收者對象的指針)以及方法中指定的參數傳給找到的方法實現。
• 最后，將方法實現的返回值作為該函數的返回值返回。

消息機制的關鍵在于編譯器為類和對象生成的結構。每個類的結構中至少包括兩個基本元素:

• 指向父類的指針。
• 類的方法表。方法表將方法選標和該類的方法實現的地址關聯起來。

和運行時系統的交互

Objective-C 程序有三種途徑和運行時系統交互:

• 通過Objective-C源代碼
  大部分情況下，運行時系統在后臺自動運行，當編譯Objective-C類和方法時，編譯器為實現語言動態特性將自動創建一些數據結構和函數。運行時系統的主要功能就是根據源代碼中的表達式發送消息。
• 通過Foundation框架中 NSObject 的方法
  Cocoa程序中絕大部分類都是NSObject類的子類，所以大部分都繼承了NSObject類的方法，因而繼承 了NSObject的行為。然而，某些情況下， NSObject類僅僅定義了完成某件事情的模板，而沒有提供所有需要的代碼（比如 description 方法）。某些 NSObject 的方法只是簡單地從運行時系統中獲得信息，從而允許對象進行一定程度的自我檢查（比如methodForSelector方法返回指定方法實現的地址）。
• 通過調用運行時系統函數
  直接調用運行時系統給我們提供的API接口

Runtime函數注釋

// 1.objc_xxx系列函數 宏觀使用,如類與協議的空間分配,注冊,注銷等操作 // 函數名稱 函數作用 objc_getClass 獲取Class對象 objc_getMetaClass 獲取MetaClass對象 objc_allocateClassPair 分配空間,創建類(僅在 創建之后,注冊之前 能夠添加成員變量) objc_registerClassPair 注冊一個類(注冊后方可使用該類創建對象) objc_disposeClassPair 注銷某個類 objc_allocateProtocol 開辟空間創建協議 objc_registerProtocol 注冊一個協議 objc_constructInstance 構造一個實例對象(ARC下無效) objc_destructInstance 析構一個實例對象(ARC下無效) objc_setAssociatedObject 為實例對象關聯對象 objc_getAssociatedObje*ct 獲取實例對象的關聯對象 objc_removeAssociatedObjects 清空實例對象的所有關聯對象// 2.class_xxx系列函數 類的內部,如實例變量,屬性,方法,協議等相關問題 函數名稱 函數作用 class_addIvar 為類添加實例變量 class_addProperty 為類添加屬性 class_addMethod 為類添加方法 class_addProtocol 為類遵循協議 class_replaceMethod 替換類某方法的實現 class_getName 獲取類名 class_isMetaClass 判斷是否為元類 objc_getProtocol 獲取某個協議 objc_copyProtocolList 拷貝在運行時中注冊過的協議列表 class_getSuperclass 獲取某類的父類 class_setSuperclass 設置某類的父類 class_getProperty 獲取某類的屬性 class_getInstanceVariable 獲取實例變量 class_getClassVariable 獲取類變量 class_getInstanceMethod 獲取實例方法 class_getClassMethod 獲取類方法 class_getMethodImplementation 獲取方法的實現 class_getInstanceSize 獲取類的實例的大小 class_respondsToSelector 判斷類是否實現某方法 class_conformsToProtocol 判斷類是否遵循某協議 class_createInstance 創建類的實例 class_copyIvarList 拷貝類的實例變量列表 class_copyMethodList 拷貝類的方法列表 class_copyProtocolList 拷貝類遵循的協議列表 class_copyPropertyList 拷貝類的屬性列表// 3.object_xxx系列函數 對象的角度,如實例變量 函數名稱 函數作用 object_copy 對象copy(ARC無效) object_dispose 對象釋放(ARC無效) object_getClassName 獲取對象的類名 object_getClass 獲取對象的Class object_setClass 設置對象的Class object_getIvar 獲取對象中實例變量的值 object_setIvar 設置對象中實例變量的值 object_getInstanceVariable 獲取對象中實例變量的值 (ARC中無效,使用object_getIvar) object_setInstanceVariable 設置對象中實例變量的值 (ARC中無效,使用object_setIvar)// 4.method_xxx系列函數 方法內部,如方法的參數及返回值類型和方法的實現 函數名稱 函數作用 method_getName 獲取方法名 method_getImplementation 獲取方法的實現 method_getTypeEncoding 獲取方法的類型編碼 method_getNumberOfArguments 獲取方法的參數個數 method_copyReturnType 拷貝方法的返回類型 method_getReturnType 獲取方法的返回類型 method_copyArgumentType 拷貝方法的參數類型 method_getArgumentType 獲取方法的參數類型 method_getDescription 獲取方法的描述 method_setImplementation 設置方法的實現 method_exchangeImplementations 替換方法的實現// 5.property_xxx系列函數 屬性*內部,如屬性的特性等 函數名稱 函數作用 property_getName 獲取屬性名 property_getAttributes 獲取屬性的特性列表 property_copyAttributeList 拷貝屬性的特性列表 property_copyAttributeValue 拷貝屬性中某特性的值// 6.protocol_xxx系列函數 協議相關 函數名稱 函數作用 protocol_conformsToProtocol 判斷一個協議是否遵循另一個協議 protocol_isEqual 判斷兩個協議是否一致 protocol_getName 獲取協議名稱 protocol_copyPropertyList 拷貝協議的屬性列表 protocol_copyProtocolList 拷貝某協議所遵循的協議列表 protocol_copyMethodDescriptionList 拷貝協議的方法列表 protocol_addProtocol 為一個協議遵循另一協議 protocol_addProperty 為協議添加屬性 protocol_getProperty 獲取協議中的某個屬性 protocol_addMethodDescription 為協議添加方法描述 protocol_getMethodDescription 獲取協議中某方法的描述// 7.ivar_xxx 系列函數 實例變量相關 函數名稱 函數作用 ivar_getName 獲取Ivar名稱 ivar_getTypeEncoding 獲取類型編碼 ivar_getOffset 獲取偏移量// 8.sel_xxx系列函數 方法編號相關 函數名稱 函數作用 sel_getName 獲取名稱 sel_getUid 注冊方法 sel_registerName 注冊方法名 sel_isEqual 判斷方法是否相等// 9.imp_xxx系列函數 方法實現相關 函數名稱 函數作用 imp_implementationWithBlock 通過代碼塊創建IMP imp_getBlock 獲取函數指針中的代碼塊 imp_removeBlock 移除IMP中的代碼塊

如果想繼續探究Runtime底層原理，下篇是Runtime源碼分析，包括動態方法解析和消息轉發。
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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Runtime底层原理--Runtime简介、函数注释的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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