揭秘 Objective-C 的 Runtime Class：揭开封装的神秘面纱

2023-09-23 10:13:23

在 Objective-C 的世界中，Runtime 扮演着举足轻重的角色，它允许我们以一种内省和动态的方式与 Objective-C 对象进行交互。其中一个关键概念便是 Runtime Class，它为我们提供了访问和操作类的元数据的途径。

深入了解 Runtime Class，就如同打开了一个黑箱，让我们得以一窥 Objective-C 运行时的内部运作机制。它提供了一种强大而灵活的方法，用于探索、修改甚至创建新的类和对象，从而解锁了软件开发的无限可能。

Runtime Class 的构成

每个 Objective-C 类都有一个对应的 Runtime Class，它存储有关该类的元数据。元数据是类及其行为的信息，包括：

这些元数据由一个名为 objc_class 的结构体表示，该结构体包含了以下成员：

isa 指针是 Runtime Class 中的一个重要成员，它指向类的元类。元类也是一个类，但它描述的是原始类本身。这层间接允许我们以动态的方式查询和修改类。

例如，我们可以使用 object_getClass() 函数来获取对象的类，然后再使用 class_getSuperclass() 函数来获取该类的超类。这种间接性提供了极大的灵活性，使我们能够在运行时检查和修改类的层次结构。

cache 成员是一个缓存，用于存储对该类的调用过的方法。这有助于优化方法调用，因为 Runtime 不必在每次调用方法时都重新查找实现。缓存提高了性能，尤其是在频繁调用方法的情况下。

掌握了 Runtime Class 的概念，我们就拥有了操纵 Objective-C 类和对象的新能力。我们可以：

创建新的类和对象： 使用 objc_allocateClassPair() 和 objc_constructInstance() 等函数，我们可以动态地创建新的类和对象，这在创建插件和扩展时非常有用。
修改类行为： 通过交换方法实现、添加或删除实例变量，我们可以修改类的行为，无需修改源代码。
内省类结构： 我们可以使用 class_copyIvarList() 和 class_copyMethodList() 等函数来获取类的实例变量和方法列表，从而深入了解其内部结构。