我们这里只讨论一下我们平常工作中常用的特性，当然，它有大量功能，只是我们并不一定用的到，类似objc_msgSend这种的我们也不作介绍。
Objective-C runtime已经开源了，有阅读源码习惯的程序员可以前往官网下载阅读。
下面是下载地址：
http://www.opensource.apple.com/tarballs/objc4/
添加、获取属性
以开源库SVPullToRefresh（SVPullToRefresh是一个提供上下拉刷新的库）举例。
在UIScrollView+SVPullToRefresh这个Category上，SVPullToRefresh 给UIScrollView动态添加了一个属性，我们以SVPullToRefreshView *pullToRefreshView这个属性举例。
在UIScrollView+SVPullToRefresh.h上先申明了这个属性
@property (nonatomic, strong, readonly) SVPullToRefreshView *pullToRefreshView;
之后，在UIScrollView+SVPullToRefresh.m中重写了它的Setter和Getter方法，分别如下：
Setter:
- (void)setPullToRefreshView:(SVPullToRefreshView *)pullToRefreshView {
//[self willChangeValueForKey:@"SVPullToRefreshView"];
objc_setAssociatedObject(self, &UIScrollViewPullToRefreshView,
pullToRefreshView,
OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
//[self didChangeValueForKey:@"SVPullToRefreshView"];
}
我们将注释掉的两行忽略，只看中间的一行：
objc_setAssociatedObject(self, &UIScrollViewPullToRefreshView,
pullToRefreshView,
OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
语法结构如下：
void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
这个方法用于使用一个给定的Key和policy，将对象和值(Value)相关联。
object:需要关联的对象
key:用于关联的Key
value:使用Key来关联在对象上的值，如果设置为nil，则清除已绑定的值。
policy:关联的策略，提供assign、retain、copy等策略。
Getter:
- (SVPullToRefreshView *)pullToRefreshView {
return objc_getAssociatedObject(self, &UIScrollViewPullToRefreshView);
}
和上面类似，这里使用的是runtime里面的这个方法：
id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)
这个方法用于获取对象相关联的值，与上面的方法相呼应。
objc_getAssociatedObject这种方式只能获取已知的属性，如果一个类有很多属性，但是我们可能并不知道它的具体名称和类型，那怎么办呢？
我们以JsonModel举例，JsonModel是一个Json转Model的一个库，一般用于将从服务端或者某处获得的Json字符串映射到对象上，并完成填充工作。
我们以官方文档上的例子举例：
#import "JSONModel.h"
@interface CountryModel : JSONModel
@property (strong, nonatomic) NSString* country;
@end
我们写了一个类，名叫CountryModel,继承于JSONModel,我们在CountryModel中声明了名叫country的一个NSString类型的属性。
之后，我们将获取到的Json字符串进行填充的时候，它就自动填充好了。
#import "CountryModel.h"
...
NSString* json = (fetch here JSON from Internet) ...
NSError* err = nil;
CountryModel* country = [[CountryModel alloc] initWithString:json error:&err];
如果不考虑一些其他东西的话，这要比我们手写赋值要简单，起码可以省一些代码。那，它是怎么实现的呢，我们看一下它的源代码：
JsonModel.m
-(void)__inspectProperties
{
...
while (class != [JSONModel class]) {
//JMLog(@"inspecting: %@", NSStringFromClass(class));
unsigned int propertyCount;
objc_property_t *properties = class_copyPropertyList(class, &propertyCount);
for (unsigned int i = 0; i < propertyCount; i++) {
JSONModelClassProperty* p = [[JSONModelClassProperty alloc] init];
//get property name
objc_property_t property = properties[i];
const char *propertyName = property_getName(property);
p.name = @(propertyName);
...
}
这个是JsonModel中最主要的方法之一，比较长，我只摘取其中的一部分，忽略了很多其他特性，比如它使用protocol的方式去给属性添加option等描述，或者从protocol上取类名，再给数组赋值。
JsonModel会遍历Model,通过class_copyPropertyList方法来获取类上所有的属性：
objc_property_t *class_copyPropertyList(Class cls, unsigned int *outCount)
通过property_getName方法来获取属性名称：
const char *propertygetName(objcproperty_t property)
之后会依据此名称，进行其他操作，这里不提。
objc_getAssociatedObject、class_copyPropertyList、property_getName和objc_setAssociatedObject方法让我们在开发中，可以很方便的对对象进行属性获取和属性添加的操作。
添加、获取、替换方法
苹果提供了Category等方式，使得我们可以很简单的给已知类添加方法。但是在很多时候，我们需要依据某些条件，在运行时给这些类添加方法，这个时候我们可以使用runtime提供的一些方法。
以开源库Aspects为例，Aspects是一个拦截器，它可以在某个方法运行前、运行后进行拦截，来加载其他的一些操作，或者替换整个方法。
使用方式类似于下面这种：
[UIViewController aspect_hookSelector:@selector(viewWillAppear:) withOptions:AspectPositionAfter usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo, BOOL animated) {
NSLog(@"View Controller %@ will appear animated: %tu", aspectInfo.instance, animated);
} error:NULL];
如果现在有这么一个需求，要给所有VC的viewWillAppear:方法上加一个log的方法，我们可能会使用继承的办法，在基类上面重写viewWillAppear:方法，并添加打印的办法，之后其他VC需要继承我们这个基类。除此之外，使用Aspects拦截viewWillAppear:，然后在执行之前或者执行之后添加log方法，也是一种办法，这里并不探讨孰优孰劣。
我们来看一下它的实现原理：
static void aspect_prepareClassAndHookSelector(NSObject *self, SEL selector, NSError **error) {
NSCParameterAssert(selector);
Class klass = aspect_hookClass(self, error);
Method targetMethod = class_getInstanceMethod(klass, selector);
IMP targetMethodIMP = method_getImplementation(targetMethod);
if (!aspect_isMsgForwardIMP(targetMethodIMP)) {
// Make a method alias for the existing method implementation, it not already copied.
const char *typeEncoding = method_getTypeEncoding(targetMethod);
SEL aliasSelector = aspect_aliasForSelector(selector);
if (![klass instancesRespondToSelector:aliasSelector]) {
__unused BOOL addedAlias = class_addMethod(klass, aliasSelector, method_getImplementation(targetMethod), typeEncoding);
NSCAssert(addedAlias, @"Original implementation for %@ is already copied to %@ on %@", NSStringFromSelector(selector), NSStringFromSelector(aliasSelector), klass);
}
// We use forwardInvocation to hook in.
class_replaceMethod(klass, selector, aspect_getMsgForwardIMP(self, selector), typeEncoding);
AspectLog(@"Aspects: Installed hook for -[%@ %@].", klass, NSStringFromSelector(selector));
}
}
上面的代码是用来hook类并添加或者替换方法的。
这里入参上面的selector即我们的@selector(viewWillAppear:) 。
Method targetMethod = class_getInstanceMethod(klass, selector);
IMP targetMethodIMP = method_getImplementation(targetMethod);
class_getInstanceMethod方法可以获取到指定类的指定方法，返回的是一个Method，而通过method_getImplementation方法获取到Method结构体的IMP指针。
(这个Method是一个结构体，这里不多说明，大家可以自行查看一下runtime的源码中对Method结构体的定义，在objc-private.h中可以找到，或者你可以参考我的另一篇博客Objective-C中为什么不支持泛型方法。)
SEL aliasSelector = aspect_aliasForSelector(selector);
之后，使用aspect_aliasForSelector方法，给selector添加了一个前缀，新的方法名为aspects__viewWillAppear:。
__unused BOOL addedAlias = class_addMethod(klass, aliasSelector, method_getImplementation(targetMethod), typeEncoding);
class_addMethod方法会给类动态添加方法，这里就是给UIViewController添加了一个aspects__viewWillAppear方法，而这个方法的实现，依然是原来viewWillAppear:方法的实现。
到这一步，Aspects只是给类添加了一个aspects__viewWillAppear:方法，并没有hook进去。
class_replaceMethod(klass, selector, aspect_getMsgForwardIMP(self, selector), typeEncoding);
class_replaceMethod方法，顾名思义，用来替换方法的。这个方法使用aspects__viewWillAppear:替换了viewWillAppear:方法，但是类里面并没有实现aspects__viewWillAppear:方法，这个意思就是说，当执行viewWillAppear:方法的时候，就会去执行aspects__viewWillAppear:,而aspects__viewWillAppear:这个方法我们并没有实现。那会不会挂呢。。。
Aspects这里使用了一个特殊的办法来hook。
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
NSObject中提供了forwardInvocation:方法，这个方法会在对象收到一个无法响应的selector之后，给forwardInvocation:方法发一条消息，或者说调用一下NSObject的这个方法。
我们回到最上面的一条方法：
Class klass = aspect_hookClass(self, error);
这个方法会调用这么几个方法，其中有一个是:
static NSString *const AspectsForwardInvocationSelectorName = @"__aspects_forwardInvocation:";
static void aspect_swizzleForwardInvocation(Class klass) {
NSCParameterAssert(klass);
// If there is no method, replace will act like class_addMethod.
IMP originalImplementation = class_replaceMethod(klass, @selector(forwardInvocation:), (IMP)__ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__, "v@:@");
if (originalImplementation) {
class_addMethod(klass, NSSelectorFromString(AspectsForwardInvocationSelectorName), originalImplementation, "v@:@");
}
AspectLog(@"Aspects: %@ is now aspect aware.", NSStringFromClass(klass));
}
上面的这个方法会用__aspects_forwardInvocation:方法来替换forwardInvocation:方法。Aspects创建了AspectInfo这个类，里面包含类实例和一个NSInvocation，这个NSInvocation就来自于forwardInvocation:方法的传参。Aspects再将AspectInfo实例关联到对象上。
当程序执行viewWillAppear:时，就会执行替换过的aspects__viewWillAppear:方法，由于并没有这个方法的实现，那么就会走forwardInvocation:方法，这个方法也已经被替换为__aspects_forwardInvocation:方法，那么最终走的就会是__aspects_forwardInvocation:这个方法。
OK，我们理清了。
我们继续：
static void __ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__(__unsafe_unretained NSObject *self, SEL selector, NSInvocation *invocation) {
NSCParameterAssert(self);
NSCParameterAssert(invocation);
SEL originalSelector = invocation.selector;
SEL aliasSelector = aspect_aliasForSelector(invocation.selector);
invocation.selector = aliasSelector;
AspectsContainer *objectContainer = objc_getAssociatedObject(self, aliasSelector);
AspectsContainer *classContainer = aspect_getContainerForClass(object_getClass(self), aliasSelector);
AspectInfo *info = [[AspectInfo alloc] initWithInstance:self invocation:invocation];
NSArray *aspectsToRemove = nil;
// Before hooks.
aspect_invoke(classContainer.beforeAspects, info);
aspect_invoke(objectContainer.beforeAspects, info);
// Instead hooks.
BOOL respondsToAlias = YES;
if (objectContainer.insteadAspects.count || classContainer.insteadAspects.count) {
aspect_invoke(classContainer.insteadAspects, info);
aspect_invoke(objectContainer.insteadAspects, info);
}else {
Class klass = object_getClass(invocation.target);
do {
if ((respondsToAlias = [klass instancesRespondToSelector:aliasSelector])) {
[invocation invoke];
break;
}
}while (!respondsToAlias && (klass = class_getSuperclass(klass)));
}
// After hooks.
aspect_invoke(classContainer.afterAspects, info);
aspect_invoke(objectContainer.afterAspects, info);
// If no hooks are installed, call original implementation (usually to throw an exception)
if (!respondsToAlias) {
invocation.selector = originalSelector;
SEL originalForwardInvocationSEL = NSSelectorFromString(AspectsForwardInvocationSelectorName);
if ([self respondsToSelector:originalForwardInvocationSEL]) {
((void( *)(id, SEL, NSInvocation *))objc_msgSend)(self, originalForwardInvocationSEL, invocation);
}else {
[self doesNotRecognizeSelector:invocation.selector];
}
}
// Remove any hooks that are queued for deregistration.
[aspectsToRemove makeObjectsPerformSelector:@selector(remove)];
}
这里有个宏定义，aspect_invoke，这个方法是这样的:
#define aspect_invoke(aspects, info) for (AspectIdentifier *aspect in aspects) { [aspect invokeWithInfo:info]; if (aspect.options & AspectOptionAutomaticRemoval) { aspectsToRemove = [aspectsToRemove?:@[] arrayByAddingObject:aspect]; } }
aspect_invoke方法会遍历AspectsContainer上绑定的AspectIdentifier,然后去执行AspectIdentifier上的- (BOOL)invokeWithInfo:(id<AspectInfo>)info方法，这个方法中会执行[blockInvocation invokeWithTarget:self.block];方法，而这个self.block就是
+ (id<AspectToken>)aspect_hookSelector:(SEL)selector
withOptions:(AspectOptions)options
usingBlock:(id)block
error:(NSError **)error;
这个方法上的block。
所以__ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__方法在执行上，会先去执行beforeAspects数组中的AspectIdentifier,之后执行insteadAspects数组中的AspectIdentifier,最后到afterAspects。这就实现了在方法前和方法后的hook。
class_getInstanceMethod、class_addMethod、class_replaceMethod方法，让我们在开发中可以很方便的获取、添加、替换对象的方法。当然，如果你想获取对象所有的方法的话，你可以使用Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL name)这个方法。
交换方法
UITextView+Placeholder是一个用来给UITextView添加Placeholder的category，在它的源码里面有这么一个方法：
- (void)swizzledDealloc {
[[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];
UILabel *label = objc_getAssociatedObject(self, @selector(placeholderLabel));
if (label) {
for (NSString *key in self.class.observingKeys) {
@try {
[self removeObserver:self forKeyPath:key];
}
@catch (NSException *exception) {
// Do nothing
}
}
}
[self swizzledDealloc];
}
我们在swizzledDealloc方法最后看到了这么一行:
[self swizzledDealloc];
这不死循环了嘛！其实不是。
在这个类的load方法上，已经将dealloc方法和swizzledDealloc方法进行交换了。我们看下面的代码：
+ (void)load {
[super load]; method_exchangeImplementations(class_getInstanceMethod(self.class, NSSelectorFromString(@"dealloc")),
class_getInstanceMethod(self.class, @selector(swizzledDealloc)));
}
我们在调用dealloc的时候，实际上会去走swizzledDealloc方法，而在swizzledDealloc方法中调用swizzledDealloc方法，会去走真正的dealloc方法。
这种方法可以实现一定的hook，通过这种方式我们依然可以在某个方法执行前、执行后添加代码，或者直接替换方法。
获取、添加类
这是一个很有意思的东西。
现在，某个实习生接到了这么一个任务：目前项目中都是使用UIAlertView,现在需要在iOS8上使用UIAlertController来代替UIAlertView，而在iOS8下，依然保持原样。
项目现在比较大，那怎么办呢，他想到了一个办法，做了一个XXAlertView,所有人使用AlertView的时候，都使用XXAlertView, XXAlertView接口和UIAlertView接口比较一致，修改的量倒不是很大。但是如果以后某个实习生不小心忘记使用XXAlertView，而直接使用了UIAlertController，导致程序挂了怎么办呢?那是否要使用另一个脚本或工具来保证这种事情不会发生呢?
当然，这是一种办法，有没有其他更简单的办法呢？有！
(当然，我不是说上面的办法不好，也不是说下面的办法更好，这只是一种方式。)
我们可以对iOS8以下的系统添加一个类，名叫UIAlertController,API与系统UIAlertController保持一致。开发人员在以后的程序开发中，都写UIAlertController，他不用时刻提醒自己，要使用XXAlertView，完全可以按照自己的习惯写。哪怕他没写UIAlertController，而写了UIAlertView也没事，好歹可以正常工作的。
FDStackView是一个ForkingDog组织开发和维护的一个开源项目。
UIStackView是iOS9上新增加的一种很方便进行流式布局的工具，很好，很强，但是只在iOS9及其以上。所以，他们做了一个FDStackView。
只需要将代码添加到工程中，不需要import。什么也不用做，就和平时写UIStackView一样。
在iOS9及其以上，自然会调用系统的UIStackView,而在iOS9以下，会使用FDStackView替换UIStackView。
怎么实现的呢，我们看源码：
// ----------------------------------------------------
// Runtime injection start.
// Assemble codes below are based on:
// https://github.com/0xced/NSUUID/blob/master/NSUUID.m
// ----------------------------------------------------
#pragma mark - Runtime Injection
__asm(
".section __DATA,__objc_classrefs,regular,no_dead_strip\n"
#if TARGET_RT_64_BIT
".align 3\n"
"L_OBJC_CLASS_UIStackView:\n"
".quad _OBJC_CLASS_$_UIStackView\n"
#else
".align 2\n"
"_OBJC_CLASS_UIStackView:\n"
".long _OBJC_CLASS_$_UIStackView\n"
#endif
".weak_reference _OBJC_CLASS_$_UIStackView\n"
);
// Constructors are called after all classes have been loaded.
__attribute__((constructor)) static void FDStackViewPatchEntry(void) {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
@autoreleasepool {
// >= iOS9.
if (objc_getClass("UIStackView")) {
return;
}
Class *stackViewClassLocation = NULL;
#if TARGET_CPU_ARM
__asm("movw %0, :lower16:(_OBJC_CLASS_UIStackView-(LPC0+4))\n"
"movt %0, :upper16:(_OBJC_CLASS_UIStackView-(LPC0+4))\n"
"LPC0: add %0, pc" : "=r"(stackViewClassLocation));
#elif TARGET_CPU_ARM64
__asm("adrp %0, L_OBJC_CLASS_UIStackView@PAGE\n"
"add %0, %0, L_OBJC_CLASS_UIStackView@PAGEOFF" : "=r"(stackViewClassLocation));
#elif TARGET_CPU_X86_64
__asm("leaq L_OBJC_CLASS_UIStackView(%%rip), %0" : "=r"(stackViewClassLocation));
#elif TARGET_CPU_X86
void *pc = NULL;
__asm("calll L0\n"
"L0: popl %0\n"
"leal _OBJC_CLASS_UIStackView-L0(%0), %1" : "=r"(pc), "=r"(stackViewClassLocation));
#else
#error Unsupported CPU
#endif
if (stackViewClassLocation && !*stackViewClassLocation) {
Class class = objc_allocateClassPair(FDStackView.class, "UIStackView", 0);
if (class) {
objc_registerClassPair(class);
*stackViewClassLocation = class;
}
}
}
});
}
FDStackView使用了一段来自NSUUID的代码，有一些汇编，不好懂（其实一定意义上来说，这里面一部分已经不是runtime的特性了，不过也确实是在运行时去做的，我这里也就一并搬上来了）。大家有兴趣可以看一下yaqing对这段汇编的解释。
那么，上面代码中的objc_getClass就是获取类的一种方式，当然,还有objc_lookUpClass、NSClassFromString等方式。
添加类的话，可以使用objc_addClass方法。这与我们上面的举例不一样，主要是因为FDStackView类创建的类是需要去替换UIStackView类的，在iOS9以下，UIStackView类即FDStackView类。
FDStackView的这种做法很方便，但是，也有个问题，在低版本上，对UIStackView添加的category会失效，因为低版本上已经使用的是FDStackView，而不是UIStackView了，而category是添加在UIStackView上的，所以是不起作用的。
大家可以参考这篇文档:
http://hailoong.sinaapp.com/?p=125
其他
runtime还有其他大量功能，这些都是黑魔法，用好了，省时省力，用不好，说不定哪天就是灾难。
