先来看看我们平时开发中常常遇到的场景：

1、 作为iOS开发的同学们应该都很熟悉字典转对象。而字典自动转对象减少了我们开发过程中很大的一部分工作量。而底层原理是什么呢？又是怎么实现的呢？

2、 我用到了别人库，但是我需要在其他人库里加些标记，而我又没办法改里边的代码，我要怎么为库里的对象增加属性呢？

3、 想要在系统的方法中增加一些我们自己的逻辑？比如我们要做页面埋点，可是如果每个页面都都写的话代码工作量大，又容易有遗漏，有没有简单的方法呢？

看完问题，大家可能已经想到了我们文章的重点------Runtime。

字典转对象

1、 代码中我们看到先创建了一个id类型的对象obj。

2、 通过Runtime中class_copyIvarList方法获取类中的所有的属性，下图为Runtime中该方法的实现，我们一起来分析下。

我们在Runtime的数据结构详解中讲到过objc_class的数据结构，objc_class中有一个ivars属性是objc_ivar_list类型该类型的定义如下图，我们可以结合下图的定义来看到，cls->ivars->ivar_count可以拿到类中成员变量的数量，由获取到objc_ivar放到了result数组里。这就是Runtime为我们提供的获取一个类中所有的成员变量的方法。

3、 获取到所有成员变量后，进行遍历，通过ivar_getName(Ivar ivar)读取该属性的名字，在Runtime中Ivar是一个ivar_t的结构体，下图为ivar_t在Runtime中的实现，我们可以看到有个name的属性。我们再看下ivar_getName在Runtime中的实现，读取了ivar中的name属性，成功的拿到了属性的名字。

4、 由于我们取出来的属性名字前有下划线，所以我们先将_去掉，然后为属性赋值。

当然我这个代码是最简单的json转model，而在我们要真正的设计一个json转model的库时我们需要考虑更多的问题。比如里边如果是数组对象，我们要怎么处理，里边对应的是有一个model，我们如果如何去转，服务端返回字段与我们不一致我们怎么去转等。本文主要讲runtime，就不对这部分做详细的解释了，有兴趣的同学可以看下YYModel的源码。

关联对象

要为已有库或者系统的库中的类做扩展，我们经常会用Category来实现，而我们还想要为这些类加一些属性值，那我们就要用到关联对象了。我们先来看下关联对象的三个方法：

object: 代表传入关联对象的所属对象，也就是说是增加成员的实例变量，一般传入self。

key：标记符，一般使用selector value：传入关联对象

policy：关联策略，是一个objc的枚举

我们来详细看下runtime如何实现的关联对象即关联对象实现的原理

我们首先来看下_object_set_associative_reference(id object, void *key, id value, uintptr_t policy)

通过上边的源码可知，objc_setAssociatedObject 方法调用了_object_set_associative_reference方法。

下面我们看下具体的方法的实现：

我们首先看一下关联对象的数据结构，我们可以看到关联对象的本质是runtime为我们维护了一个全局的AssociationsManager。

在AssociationsManager中存储AssociationsHashMap。

这个AssociationsHashMap维护了我们程序中所有的关联对象，及关联对象的属性值。如下图所示：

其实就是runtime为我们维护了一个关联对象存储的哈希表，又为我们提供了一个哈希表的管理类AssociationsManager。

下面我们看下源码中具体的实现，我们可以看到首先为我们的变量进行了内存管理，如果为retain则引用计数+1，如果为copy则为我们执行复制。

如果传入的value存在，那么runtime则先从哈希表找是否已经存在object的表，如果已经存在则找到这个关联的表，然后看表里是否已经存在我们传入的key，如果key存在，那我们替换了其值，如果key不存在，我们就将对应的key与对应的值及其属性的内存管理策略保存到AssociationsHashMap这个哈希表中。

如果目前的哈希表中找不到该对象的关联对象的存储，则为改对象增加关联对象的存储。

以上为我们调用objc_setAssociatedObject方法后，runtime如何为我们存储关联对象的过程。

理解了关联对象底层的数据结构及_object_set_associative_reference方法的的实现详细大家已经猜到_object_get_associative_reference及_object_remove_assocations的实现，我这就不做过多的解释，给大家附上源码实现有问题可以留言交流。

iOS方法交换实现

对于第三个问题相信大家已经猜到了我们iOS开发中的黑魔法Method Swizzling和class_replaceMethod。

平时开发中我们可能会有很多场景都会去hook系统的方法，来做一些我们需要的事情，比如文章开始提到的埋点，当然如果确定我们所有的VC都继承于同一个VC的话我们可以简单的在BaseVC的viewDidLoad方法中，通过runtime提供的object_getClassName方法直接拿到当前类名做埋点。

但是如果我们并没有BaseVC的，我们就只能使用iOS的黑魔法方法交换。下面我们重点分析下iOS方法交换的实现。

上边代码我们为UIViewController实现了一个分类，在+load方法中我们实现了方法交换，之后我们每个VC调用到viewDidAppear方法都会执行到我们的swizzled_viewDidAppear中。

class_getInstanceMethod方法拿到Method的对象，我们主要看下method_exchangeImplementations的实现。

在之前Runtime数据结构详解中我们讲过method_t，而这的Method其实就是method_t,每个函数中都有个函数体imp，我们可以看到，一个很简单的交换，将m1及m2的函数体做了交换，然后清了缓存。

最后更新了RR/AWZ位。

以上为runtime在我们项目开发过程中的使用实例。

参考文章链接Runtime源码编译链接：

https://mp.weixin.qq.com/s/hfwZiKt4D46gg9GOg1ZOsw

https://www.jianshu.com/p/d4176577ccd1

https://www.cnblogs.com/DafaRan/p/7878226.html