深入 Objective-C 类的 runtime：动态添加属性与方法的实战案例

深入 Objective-C Runtime：动态添加属性与方法的实战案例

一、动态添加属性

在 Objective-C 中，通过关联对象（Associated Objects）实现属性的动态添加。核心原理是将键值对与对象关联，突破类扩展的限制。

实现步骤：

1. 定义静态键值（确保唯一性）
2. 实现 getter 和 setter 方法
3. 使用 objc_setAssociatedObject 和 objc_getAssociatedObject

示例代码：

#import <objc/runtime.h>

// 动态添加字符串属性
@interface NSObject (DynamicProperty)
@property (nonatomic, copy) NSString *dynamicIdentifier;
@end

@implementation NSObject (DynamicProperty)

static char kDynamicIdentifierKey;

- (void)setDynamicIdentifier:(NSString *)dynamicIdentifier {
    objc_setAssociatedObject(self, 
                             &kDynamicIdentifierKey, 
                             dynamicIdentifier, 
                             OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}

- (NSString *)dynamicIdentifier {
    return objc_getAssociatedObject(self, &kDynamicIdentifierKey);
}

@end

// 使用案例
NSObject *obj = [NSObject new];
obj.dynamicIdentifier = @"ID_123";
NSLog(@"%@", obj.dynamicIdentifier); // 输出：ID_123

关联策略说明：

二、动态添加方法

通过 class_addMethod 实现方法注入，需处理选择器（SEL）与函数指针（IMP）的映射关系。

实现步骤：

1. 定义函数实现（需符合 id self, SEL _cmd 签名）
2. 创建方法选择器
3. 调用 class_addMethod 注入方法
4. 处理消息转发（可选）

示例代码：

// 动态添加无参数方法
void dynamicMethodIMP(id self, SEL _cmd) {
    NSLog(@"动态方法执行成功!");
}

@interface MyClass : NSObject
@end

@implementation MyClass

// 处理未实现的方法
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    if (sel == @selector(dynamicMethod)) {
        class_addMethod([self class], 
                        sel, 
                        (IMP)dynamicMethodIMP, 
                        "v@:");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

@end

// 使用案例
MyClass *instance = [MyClass new];
[instance performSelector:@selector(dynamicMethod)]; // 输出：动态方法执行成功!

类型编码规则：

• v@: 表示返回 void (v)，参数为 id (@) 和 SEL (:)
• i@: 表示返回 int (i)，参数同上
• 复杂类型需使用 @encode() 宏，如 @encode(CGPoint) 返回 "{CGPoint=dd}"

三、实战应用场景

1. 分类扩展存储属性
   解决分类无法添加存储属性的限制（如为 UIImageView 添加缓存标识）

2. 热修复与 AOP
   运行时替换方法实现（Method Swizzling）实现：

   Method original = class_getInstanceMethod([self class], @selector(viewDidLoad));
   Method swizzled = class_getInstanceMethod([self class], @selector(swizzled_viewDidLoad));
   method_exchangeImplementations(original, swizzled);
   

3. 动态响应未实现方法
   在 forwardInvocation: 中动态创建方法，实现灵活的消息转发

4. JSON 模型转换
   运行时遍历属性列表实现字典转模型：

   unsigned int count;
   objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([self class], &count);
   for (int i = 0; i < count; i++) {
       const char *name = property_getName(properties[i]);
       NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:name];
   }
   

四、注意事项

1. 键值冲突
   使用 static char 地址作为键值，避免字符串重复

2. 内存管理
   关联对象根据策略自动管理内存，但需注意循环引用：

   // 错误示例（导致循环引用）
   objc_setAssociatedObject(objA, &key, objB, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
   objc_setAssociatedObject(objB, &key, objA, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
   

3. 性能影响
   频繁的动态方法解析会降低消息发送效率，建议在 +load 中预注册方法

4. 类型安全
   动态方法需手动确保参数/返回值类型匹配，错误类型编码会导致崩溃

通过灵活运用 Runtime，可在保持类型安全的前提下实现高度动态化编程，但需严格遵循内存管理规则和线程安全原则。