第九章 專家級技巧：使用執行時系統API

     第7章和第8章介紹了OC的動態特性和用於實現這些特性的執行時系統結構；

     本章將通過幾個示例程式使你獲得使用執行時系統功能及其API的實踐經驗；

        你將使用NSInvocation API建立一個動態代理；

        使用NSBundle API動態載入你編寫的框架包；

        還將編寫一個廣泛使用執行時系統庫API的程式；

     本章之後，您將能夠掌握錯綜複雜的OC執行時系統；

     是不是很期待；

     9.1 使用可選包擴充套件程式

     OC提供了非常多的動態特性，他們提供了這門語言的能力和靈活性；使你能夠在執行程式的過程中修改程式；

        第七章介紹了動態載入，還簡要介紹了使用Foundation框架中的NSBundle類管理包的方式；

        接下來我們將使用這些特性編寫一個程式，使用可選包擴充套件正在執行的程式；

     9.1.1 方法

     這個例子實際需要編寫兩個工程；

        需要在一個工程中編寫可以使用可選包的程式；

        在另一個工程中建立可選包；

     具體步驟如下：

     1）在工程1中，編寫一個協議和遵循該協議的類；

     2）在工程2中，建立一個包含另一個遵守該協議的類的可選包；

     3）在工程1中，使用NSBundle類找到並載入這個包（在步驟2中建立的），使用該包中的類建立一個物件，然後呼叫這個物件中的方法；

     不是很難理解，我們繼續看；

     9.1.2 步驟1：編寫基礎程式碼

     工程1我們就是用當前的這個專案；

     接下來建立一個協議和遵守這個協議的類；

        我們已經知道（第二章）使用協議可以宣告通用的方法和屬性；

        將協議與動態型別一起使用可以獲得一種理想的機制；

            通過包以動態方式載入的類設定實現的方法；

        接下來新建這個協議；

            選擇協議模板，這樣就在導航欄窗格中添加了一個名為C9Greeter.h的標頭檔案；

            點選可以看到這個C9Greeter協議；之後新增一個方法；

        再建一個遵循這個協議的類C9BasicGreeter；

     （Code9_1：C9Greeter.h C9BasicGreeter.h C9BasicGreeter.m）

#import <Foundation/Foundation.h>

@protocol C9Greeter <NSObject>

-(NSString *)greeting:(NSString *)salutation;

@end

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "C9Greeter.h"

@interface C9BasicGreeter : NSObject

@end

#import "C9BasicGreeter.h"

@implementation C9BasicGreeter

-(NSString *)greeting:(NSString *)salutation{
    return [NSString stringWithFormat:@"%@,Wrold",salutation];
}

@end

     現在我們來進行測試這段程式碼；

        匯入C9BasicGreeter類的標頭檔案；

        實現如下程式碼；

    id<C9Greeter> greeter1 = [[C9BasicGreeter alloc] init];
    NSLog(@"%@",[greeter1 greeting:@"Hello"]);

      log:

      2017-12-15 15:06:30.574490+0800 精通Objective-C[38928:3729761] Hello,Wrold

      我們慢下腳步，來看看這段程式碼：

        首先，在遵守協議的時候，我們並沒有通過擴充套件的方式，聲明當前類已經遵循了這個協議；

            @interface C9BasicGreeter()<C9Greeter>

            @end

        而是手動將這個協議的方法在C9BasicGreeter類中進行了實現；

        這個裡建立的BasicGreeter物件賦給了一個名為greeter的變數；

        這個變數被宣告為id型別並且遵守Greeter協議；

        然後，呼叫了物件中的方法greeting：，最後顯示了結果；

      使用id<C9Greeter> greeter1宣告的變數，就可以將任何遵守C9Greeter協議的OC物件賦值給他；

      接下來要建立另一個遵守C9Greeter協議的類，只不過這次是在可選包中建立；

     9.1.3 步驟2：建立一個可選包

      新建一個工程；參考下圖：

      （Pic9_1）

      命名為C9CustomGreeter；這樣我們就建立了一個空包；

      我們來看下這個工程的導航欄窗格，如下圖：

      （Pic9_2）

      1）products分組下邊有一個.bundle檔案，這個就是要新增到你編寫的程式碼和資源中的包；

      2）info.plist也是一個必不可少的檔案，含有這個包的配置資訊；

      接下來向該包中新增一個實現C9Greeter協議的類；

        要做到這一點，首先需要將協議對應的標頭檔案包含到這兒工程中；

        我們按住Control點選導航欄窗格，xcode會開啟一個下拉選單，我們可以新增檔案到當前工程；（如下圖）

      （Pic9_3）

      （Pic9_4）

        繼續我們的操作，在可選包工程中新增一個遵守C9Greeter協議的新類：C9CustomGreeter；

      （Code9_2：C9CustomGreeter.h C9CustomGreeter.m）

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "C9Greeter.h"

@interface C9CustomGreeter : NSObject

@end

#import "C9CustomGreeter.h"

@implementation C9CustomGreeter

-(NSString *)greeting:(NSString *)salutation{
    return [NSString stringWithFormat:@"%@,Universe",salutation];
}

@end

      通過Product選單中選擇Build選項，編譯了這個包；

        這樣我們就建立了一個包；

        選擇這個包檔案，可以在右側檔案檢查器顯示出完整的檔案路徑；

        當你使用NSBundle類載入這個包的時候，需要用到這個路徑；

     9.1.4 步驟3：動態載入包

      接下來我們需要通過該包以動態的方式建立一個物件（通過該包中的類），並呼叫這個物件的方法；

      在實際測試程式碼執行是前，我們還需要做一些準備：

        最主要的就是如何獲取bundle包的地址;

        我們將通過main函式的引數argv[]，來獲取對應傳入的引數（這個可以參考我的C語言blog中關於這部分的講解），稍後會有介紹；

        複製包路徑，按照下圖在工程1中進行配置：

        （Pic9_6）

        同時在工程目錄下新建一個plist檔案，用來記錄和儲存這個路徑引數；(其他的儲存路徑方式均可)

        （Code_main.m）

#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AppDelegate.h"
#import "C9Greeter.h"

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        NSString * bundleGreeterPath;
        if (argc != 2) {
            NSLog(@"沒有獲得包路徑！");
        }else{
            bundleGreeterPath = [NSString stringWithUTF8String:argv[1]];
            if (bundleGreeterPath == nil) {
                NSLog(@"Bundle not found at this path!");
            }else{

                NSString * filePath = [[NSBundle mainBundle]pathForResource:@"PathList" ofType:@"plist"];
                NSDictionary * dic = [NSDictionary dictionaryWithContentsOfFile:filePath];
                NSMutableDictionary * pathData;
                if (!dic) {
                    pathData = [NSMutableDictionary dictionary];
                }else{
                    pathData = [NSMutableDictionary dictionaryWithDictionary:dic];
                }
                [pathData setValue:bundleGreeterPath forKey:@"bundleGreeterPath"];
                BOOL success = [pathData writeToFile:filePath atomically:YES];
                NSLog(@"%d",success);
            }
        }
        
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

      接下來，回到當前工程（工程1），執行如下程式碼；

id greeter = [[C9BasicGreeter alloc] init];
    NSLog(@"%@",[greeter greeting:@"Hello-1"]);
    
    id greeterB;
    
    NSString * filePath = [[NSBundle mainBundle]pathForResource:@"PathList" ofType:@"plist"];
    NSDictionary * dic = [NSDictionary dictionaryWithContentsOfFile:filePath];
    NSLog(@"%@",dic);
    NSString * bundlePath =dic[@"bundleGreeterPath"];
    
    NSBundle * greeterBundle = [NSBundle bundleWithPath:bundlePath];
    
    if (greeterBundle == nil) {
        NSLog(@"Bundle not found at this path!");
    }else{
        NSError * error;
        BOOL isLoaded = [greeterBundle loadAndReturnError:&error];
        if (!isLoaded) {
            NSLog(@"Error = %@",[error localizedDescription]);
        }else{
            //載入包後使用該包建立一個物件並向這個物件傳送一條訊息
            Class greeterClass = [greeterBundle classNamed:@"C9CustomGreeter"];
            greeterB = [[greeterClass alloc] init];
            NSLog(@"%@",[greeterB greeting:@"Hello-2"]);
            
            //使用完以動態方式載入的包，現在解除安裝它
            //先釋放所有用包中類建立的物件！
            greeterB = nil;
            BOOL isUnloaded = [greeterBundle unload];
            if (!isUnloaded) {
                NSLog(@"Counld not unload bundle!");
            }
        }
    }

    這段程式碼雖然看起來很長，我們來分段理解下：

       1）獲取包的路徑引數；

       2）建立一個NSBundle物件；

       3）載入包；

       4）獲得包中的類；

       5）解除安裝包；

       6）設定包路徑引數；

    再逐條研究下這些程式碼的邏輯：

       1.獲取包的路徑引數

       OC中main()函式會設定兩個引數：argc和argv；

       使用這些引數能夠在執行程式的過程中向程式傳遞引數；

       int main(int argc, char * argv[]);

        引數argc設定了程式引數的數量；

        argc陣列儲存了以空格分隔的引數值；

            argv[0]儲存的是程式的名字，對應的argc的值大於等於1；（如果實在命令列中執行程式 程式名以及其之後空格間隔的內容就是main函式接受的引數，這一部分在我的C語言blog中有詳解）；

       我們剛剛在scheme中新增argument就是工程2中生成的包的路徑；

       這樣這一點對應的程式碼就好理解了；

       2.建立一個NSBundle物件

       NSBundle * greeterBundle = [NSBundle bundleWithPath:bundlePath];

       if (greeterBundle == nil) {

       }

       根據路徑建立一個NSBundle物件，並驗證該物件是否成功建立；

       3.載入包

       -(BOOL)loadAndReturnError:(NSError **)error;

       NSBundle提供了多個向OC執行時系統中載入包的方法，上邊的就是其中之一，出錯的話也會及時返回，成功則返回BOOL值YES；

       4.獲得包中的類

       從包中獲取類，然後建立一個物件使用；

       這裡也可以使用[greeterBundle principalClass]的方式獲取類greeterClass；

            principalClass被用於獲取包的首要類；

            首要類用於控制包中含有的其他類；

            包的Info.plist檔案舍之類首要類的名字（沒有設定的話，那麼從包中載入的第一個類就是首要類）；

       （Pic9_7）

            這個生成的例項被賦值給了已經宣告的變數greeterB，這個變數在宣告時最好直接宣告為id<C9Greeter> greeterB;

       5.解除安裝包

       不再需要的包可以解除安裝，以節省系統資源；

       6.設定包路徑引數

       其實要做的就是查明bundle包的路徑，在程式執行時將這個路徑設定為它的輸入引數；

       如何查詢該路徑以及如何設定，前面我們都已截圖說明過，這裡不再贅述；

       這裡有必要知道，scheme方案定義了Xcode功能和工作區的建立和測試設定；

       建立配置資訊中含有執行目標程式時傳遞的引數；因此在工程1中這裡設定的是包的完整路徑；

       說了這麼多一直還沒給大家看log呢；我們來執行下看看：

       2017-12-18 14:16:24.005835+0800 精通Objective-C[50675:5339959] Error = The bundle “C9CustomGreeter” couldn’t be loaded because it is damaged or missing necessary resources.

       報錯了！

       這個問題我大致查了一下，應該是涉及到動態載入更新程式碼的方式，在客戶端是受限的，或者有其他方式；

            比如我們將一個模組獨立成一個包，然後從伺服器下載，再到客戶端去使用，會達到動態更新的目的；

            這個問題，暫時還沒有更加深入的理解，也在網上同人交流，mark在這，日後清楚之後，再分出一節單獨討論吧；（本段標紅）

       為了證明這種方式的可行性，我們新建了一個專案C9DynaLoader，將其作為工程1的替代，將協議和實現協議的類都在這個工程中使用；

       在其main.m中執行上述邏輯的測試程式碼如下：

       （Code_C9DynaLoader_main.m）

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "C9BasicGreeter.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        NSLog(@"Hello, World!");
        id greeter = [[C9BasicGreeter alloc] init];
        NSLog(@"%@",[greeter greeting:@"Hello-1"]);
        NSString * bundleGreeterPath;
        if (argc != 2) {
            NSLog(@"沒有獲得包路徑！");
        }else{
            bundleGreeterPath = [NSString stringWithUTF8String:argv[1]];
            if (bundleGreeterPath == nil) {
                NSLog(@"Bundle not found at this path!");
            }else{
                id<C9Greeter> greeterB;
                NSBundle * greeterBundle = [NSBundle bundleWithPath:bundleGreeterPath];
                if (greeterBundle == nil) {
                    NSLog(@"Bundle not found at this path!");
                }else{
                    NSError * error;
                    BOOL isLoaded = [greeterBundle loadAndReturnError:&error];
                    if (!isLoaded) {
                        NSLog(@"Error = %@",[error localizedDescription]);
                    }else{
                        //載入包後使用該包建立一個物件並向這個物件傳送一條訊息
                        Class greeterClass = [greeterBundle classNamed:@"C9CustomGreeter"];
                        greeterB = [[greeterClass alloc] init];
                        NSLog(@"%@",[greeterB greeting:@"Hello-2"]);
                        
                        //使用完以動態方式載入的包，現在解除安裝它
                        //先釋放所有用包中類建立的物件！
                        greeterB = nil;
                        BOOL isUnloaded = [greeterBundle unload];
                        if (!isUnloaded) {
                            NSLog(@"Counld not unload bundle!");
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return 0;
    }
}

       目錄結構截圖署截圖說明如下：

       （Pic9_8）

（Pic9_9）

       和原來的工程1一樣，還是要設定包路徑引數；

       執行C9DynaLoader，log如下：

       2017-12-18 15:11:32.521433+0800 C9DynaLoader[51745:5414801] Hello, World!

       2017-12-18 15:11:32.521733+0800 C9DynaLoader[51745:5414801] Hello-1,Wrold

       2017-12-18 15:11:32.530178+0800 C9DynaLoader[51745:5414801] Hello-2,Universe

       至此，我們看到：

        greeterB物件是通過以動態方式載入的C9CustomGreeter包建立的；這就是通過使用NSBundle類以動態的方式載入包，向正在執行的程式新增程式碼和資源的方式；