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这是一篇译文，原文在此，上一篇文章就是受这篇文章启发，这次干脆都翻译过来。
过去的几年中涌现了大量的Objective-C开发者。有些是从动态语言转过来的，比如Ruby或Python，有些是从强类型语言转过来的，如Java或C#，当然也有直接以Objective-C作为入门语言的。也就是说有很大一部分开发者都没有使用Objective-C太长时间。当你接触一门新语言时，更多地会关注基础知识，如语法和特性等。但通常有一些更高级的，更鲜为人知又有强大功能的特性等待你去开拓。
这篇文章主要是来领略下Objective-C的运行时(runtime)，同时解释是什么让Objective-C如此动态，然后感受下这些动态化的技术细节。希望这回让你对Objective-C和Cocoa是如何运行的有更好的了解。
The Runtime
Objective-C是一门简单的语言，95%是C。只是在语言层面上加了些关键字和语法。真正让Objective-C如此强大的是它的运行时。它很小但却很强大。它的核心是消息分发。
Messages
如果你是从动态语言如Ruby或Python转过来的，可能知道什么是消息，可以直接跳过进入下一节。那些从其他语言转过来的，继续看。
执行一个方法，有些语言，编译器会执行一些额外的优化和错误检查，因为调用关系很直接也很明显。但对于消息分发来说，就不那么明显了。在发消息前不必知道某个对象是否能够处理消息。你把消息发给它，它可能会处理，也可能转给其他的Object来处理。一个消息不必对应一个方法，一个对象可能实现一个方法来处理多条消息。
在Objective-C中，消息是通过objc_msgSend()这个runtime方法及相近的方法来实现的。这个方法需要一个target，selector，还有一些参数。理论上来说，编译器只是把消息分发变成objc_msgSend来执行。比如下面这两行代码是等价的。
[array insertObject:foo atIndex:5];
objc_msgSend(array, @selector(insertObject:atIndex:), foo, 5); Objects, Classes, MetaClasses大多数面向对象的语言里有 classes 和 objects 的概念。Objects通过Classes生成。但是在Objective-C中，classes本身也是objects(译者注：这点跟python很像)，也可以处理消息，这也是为什么会有类方法和实例方法。具体来说，Objective-C中的Object是一个结构体(struct)，第一个成员是isa，指向自己的class。这是在objc/objc.h中定义的。
typedef struct objc_object {
Class isa; } *id; object的class保存了方法列表，还有指向父类的指针。但classes也是objects，也会有isa变量，那么它又指向哪儿呢？这里就引出了第三个类型: metaclasses。一个 metaclass被指向class，class被指向object。它保存了所有实现的方法列表，以及父类的metaclass。如果想更清楚地了解objects,classes以及metaclasses是如何一起工作地，可以阅读这篇文章。Methods, Selectors and IMPs
我们知道了运行时会发消息给对象。我们也知道一个对象的class保存了方法列表。那么这些消息是如何映射到方法的，这些方法又是如何被执行的呢？
第一个问题的答案很简单。class的方法列表其实是一个字典，key为selectors，IMPs为value。一个IMP是指向方法在内存中的实现。很重要的一点是，selector和IMP之间的关系是在运行时才决定的，而不是编译时。这样我们就能玩出些花样。
IMP通常是指向方法的指针，第一个参数是self，类型为id，第二个参数是cmd，类型为SEL，余下的是方法的参数。这也是self和cmd被定义的地方。下面演示了Method和IMP
id doSomethingWithInt(id self, SEL _cmd, int aInt){}
其他运行时的方法现在我们知道了objects,classes,selectors,IMPs以及消息分发，那么运行时到底能做什么呢？主要有两个作用：
创建、修改、自省classes和objects
消息分发 之前已经提过消息分发，不过这只是一小部分功能。所有的运行时方法都有特定的前缀。下面是一些有意思的方法：class
class开头的方法是用来修改和自省classes。方法如class_addIvar, class_addMethod, class_addProperty和class_addProtocol允许重建classes。class_copyIvarList, class_copyMethodList, class_copyProtocolList和class_copyPropertyList能拿到一个class的所有内容。而class_getClassMethod, class_getClassVariable, class_getInstanceMethod, class_getInstanceVariable, class_getMethodImplementation和class_getProperty返回单个内容。
也有一些通用的自省方法，如class_conformsToProtocol, class_respondsToSelector, class_getSuperclass。最后，你可以使用class_createInstance来创建一个object。
ivar
这些方法能让你得到名字，内存地址和Objective-C type encoding。
method
这些方法主要用来自省，比如method_getName, method_getImplementation, method_getReturnType等等。也有一些修改的方法，包括method_setImplementation和method_exchangeImplementations，这些我们后面会讲到。
objc
一旦拿到了object，你就可以对它做一些自省和修改。你可以get/set ivar, 使用object_copy和object_dispose来copy和free object的内存。最NB的不仅是拿到一个class，而是可以使用object_setClass来改变一个object的class。待会就能看到使用场景。
property
属性保存了很大一部分信息。除了拿到名字，你还可以使用property_getAttributes来发现property的更多信息，如返回值、是否为atomic、getter/setter名字、是否为dynamic、背后使用的ivar名字、是否为弱引用。
protocol
Protocols有点像classes，但是精简版的，运行时的方法是一样的。你可以获取method, property, protocol列表, 检查是否实现了其他的protocol。
sel
最后我们有一些方法可以处理 selectors，比如获取名字，注册一个selector等等。
现在我们对Objective-C的运行时有了大概的了解，来看看它们能做哪些有趣的事情。
Classes And Selectors From Strings
比较基础的一个动态特性是通过String来生成Classes和Selectors。Cocoa提供了NSClassFromString和NSSelectorFromString方法，使用起来很简单：
Class stringclass = NSClassFromString(@”NSString”);
于是我们就得到了一个string class。接下来：NSString *myString = [stringclass stringWithString:@”Hello World”];
为什么要这么做呢？直接使用Class不是更方便？通常情况下是，但有些场景下这个方法会很有用。首先，可以得知是否存在某个class，NSClassFromString 会返回nil，如果运行时不存在该class的话。比如可以检查NSClassFromString(@”NSRegularExpression”)是否为nil来判断是否为iOS4.0+。另一个使用场景是根据不同的输入返回不同的class或method。比如你在解析一些数据，每个数据项都有要解析的字符串以及自身的类型（String，Number，Array）。你可以在一个方法里搞定这些，也可以使用多个方法。其中一个方法是获取type，然后使用if来调用匹配的方法。另一种是根据type来生成一个selector，然后调用之。以下是两种实现方式：
Method Swizzling
之前我们讲过，方法由两个部分组成。Selector相当于一个方法的id；IMP是方法的实现。这样分开的一个便利之处是selector和IMP之间的对应关系可以被改变。比如一个 IMP 可以有多个 selectors 指向它。
而 Method Swizzling 可以交换两个方法的实现。或许你会问“什么情况下会需要这个呢？”。我们先来看下Objective-C中，两种扩展class的途径。首先是 subclassing。你可以重写某个方法，调用父类的实现，这也意味着你必须使用这个subclass的实例，但如果继承了某个Cocoa class，而Cocoa又返回了原先的class(比如 NSArray)。这种情况下，你会想添加一个方法到NSArray，也就是使用Category。99%的情况下这是OK的，但如果你重写了某个方法，就没有机会再调用原先的实现了。
Method Swizzling 可以搞定这个问题。你可以重写某个方法而不用继承，同时还可以调用原先的实现。通常的做法是在category中添加一个方法(当然也可以是一个全新的class)。可以通过method_exchangeImplementations这个运行时方法来交换实现。来看一个demo，这个demo演示了如何重写addObject:方法来纪录每一个新添加的对象。
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