Runtime
什么是Runtime机制？
iOS中的Runtime机制是OC和Swift的一种动态特性，它允许应用在运行时动态地创建类对象和实例对象，并通过消息传递和转发来实现方法的调用。
静态语言 VS动态语言
OC和Swift最大的区别就在于，OC是动态语言，而Swift是静态语言，对于静态语言来说，在编译时，编译器就已经确定了变量的类型和函数的调用地址，通过代码中写的函数名就可以直接与内存中的函数地址相关联。而对于动态语言来说，在运行时才会确定数据类型和结构，函数调用也不能直接通过函数名绑定到函数地址，而是通过消息传递机制来实现的，编译时并不知道具体调用什么方法，而是在程序运行时才会通过Runtime机制来查找调用方法。
Runtime的优点：
- 灵活性：利用Runtime，你可以在运行时动态的修改类或对象的行为，比如方法的替换，属性和方法的动态添加。
- 支持动态特性：KVO、消息转发、反射等功能都依赖Runtime机制。
消息机制原理
在OC语言中，对象方法的调用都是类似[receiver selector]的形式，其本质是让对象在运行时发送消息的过程。
那么方法调用[receiver selector]在编译阶段和运行阶段都做什么呢？
编译阶段：
[receiver selector]方法会被编译器转化成以下两种情况：
objc_msgSend(receiver，selector)（不带参数）objc_msgSend(recevier，selector，org1，org2，…)（带参数）
上面被转换的objc_msgSend是一种被称为消息发送的C函数，它的第一个参数表示消息的接受者，第二个参数是方法的标识符，标识需要调用那个具体的方法。
在这个编译过程中并不会直接调用具体的函数。
运行阶段：根据接受者receiver找到对应的selector。过程如下：
- 通过receiver的isa指针找到receiver的Class类。
每一个receiver都会有一个isa指针，他指向类的描述信息，对于类的实例对象，它的isa指针指向的就是对应的类或类对象，对于类对象，它的isa指针指向的是元类对象，对于元类对象，它的isa指针指向根元类对象。
- 在Class的缓存中查找相应方法
OC方法在第一次调用之后会将方法添加到缓存中，以此提高查找速度
- 如果缓存中没有找到，就在方法列表中查找，并将方法添加到缓存。
- 如果方法列表中没有找到，则沿着该对象所属类的继承体系继续向上查找
- 如果还是找不到，则会启动”消息转发“操作。
例如：
@interface Person : NSObject
- (void)eat;
@end
@implementation Person
- (void)sayHello {
NSLog(@"I`m eating");
}
@end
Person *p = [[Person alloc] init];
[p eat];
在执行[p eat]这段代码中，在编译阶段会被编译成：objc_msgSend(p,@selector(eat))
在运行阶段，会根据p中的isa指针找到对应的类，即Person类，再在Person类的缓存中查找eat方法的IMP(方法实现），如果没有找到，就会在Person类中的方法列表中找，如果找到会将该方法加入缓存并执行。
Runtime在Swift中的作用
Swift是静态语言，大多数函数方法的调用在编译阶段就确定了，但是，Swift和OC之间有很强的互操性，如果我们对方法和属性添加@objc标识时，我们可以通过Runtime API拿到，但是在我们的OC中是没办法进行调度的。
对于继承自NSObject类来说，如果我们想要动态的获取当前的属性和方法，必须在其声明前添加@objc关键字，方法交换需要添加 dynamic 标识，否则也是无法通过Runtime API获取的
1.反射
所谓反射就是可以动态获取类型、成员信息，在运⾏时可以调⽤⽅法、属性等⾏为的特性，Swift 是⼀⻔类型安全的语⾔，不⽀持我们像 OC 那样直接操作，它的标准库仍然提供了反射机制来让我们访问成员信息，Swift 的反射机制是基于⼀个叫 Mirror 的结构体来实现的。然后就可以通过它查询这个实例。
例如：
class Teacher {
var age:Int = 18
func teach() {
print("teach")
}
}
//⾸先通过构造⽅法构建⼀个Mirror实例，这⾥传⼊的参数是 Any，也就意味着当前可以是类，结构体，枚举等
let mirror = Mirror(reflecting: LGTeacher())
//接下来遍历 children 属性，这是⼀个集合
for child in mirror.children {
//然后我们可以直接通过 label 输出当前的名称，value 输出当前反射的值
print("\(child.label) : \(child.value)")
}
运行结果：
2.KVO
KVO也是通过Runtime来实现的，它允许对象在某些属性发送变化时通知其它对象，在观察的属性前面添加@objc dynamic进行启动。
3.方法交换
在OC中调用一个方法其实是向一个对象发送消息，查找消息的唯一依据是selector的名字。利用OC的动态特性，可以实现在运行时偷换selector方法的实现，达到和方法挂钩的目的。
每一个类都有一个方法列表，存放在selector的名字和方法实现的映射关系，imp有点像函数指针，指向具体的方法实现。
可以利用method_exchanggeimplementations来交换两个方法的imp
可以利用class_replaceMethod来替换方法的imp
可以利用method_setimplementation来直接设置某个方法的imp
归根结底方法交换就是偷换了selector的imp
方法交换的用途：①防止数组越界 ②拓展系统类行为（如：在 UIViewController 中自动打印 viewDidLoad 的日志）
原文地址：https://blog.csdn.net/qq_74177011/article/details/144252732
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