ऑब्जेक्टिव-सी रनटाइम इनसाइड

(मूल - माइक ऐश, यहाँ से लिया गया )

कई कोको डेवलपर्स के उद्देश्य-सी रनटाइम एपीआई के बजाय अस्पष्ट विचार है। वे जानते हैं कि यह कहीं न कहीं मौजूद है (कुछ को यह भी पता नहीं है!), कि यह महत्वपूर्ण है, और उद्देश्य-सी इसके बिना अक्षम है, लेकिन आमतौर पर सभी ज्ञान इस तक सीमित है।

आज मैं इस बारे में बात करूंगा कि कैसे उद्देश्य-सी को रनटाइम स्तर पर संरचित किया जाता है और आप इसे विशेष रूप से कैसे उपयोग कर सकते हैं।

वस्तुएं

ऑब्जेक्टिव-सी में, हम वस्तुओं के साथ लगातार व्यवहार कर रहे हैं, लेकिन वास्तव में एक वस्तु क्या है? आइए कुछ ऐसा निर्माण करने की कोशिश करें जो इस मुद्दे पर प्रकाश डालने में हमारी मदद करे।

सबसे पहले, हम सभी जानते हैं कि हम पॉइंटर्स का उपयोग करके ऑब्जेक्ट्स को संदर्भित करते हैं, उदाहरण के लिए, NSObject * । हम यह भी जानते हैं कि हम उन्हें + आवंटन का उपयोग करके बनाते हैं। प्रलेखन से हम इसके बारे में जान सकते हैं कि यह कॉल + आवंटनविजोन:। हमारी शोध श्रृंखला को जारी रखते हुए, हम NSDefaultMallocZone को खोजते हैं , जो एक साधारण मॉलोक का उपयोग करके बनाया गया है। और वह यह है!

लेकिन बनाई गई वस्तुएं क्या हैं? खैर, आइए देखें:

#import <Foundation/Foundation.h> @interface A : NSObject { @public int a; } @end @implementation A @end @interface B : A { @public int b; } @end @implementation B @end @interface C : B { @public int c; } @end @implementation C @end int main(int argc, char **argv) { [NSAutoreleasePool new]; C *obj = [[C alloc] init]; obj->a = 0xaaaaaaaa; obj->b = 0xbbbbbbbb; obj->c = 0xcccccccc; NSData *objData = [NSData dataWithBytes:obj length:malloc_size(obj)]; NSLog(@"Object contains %@", objData); return 0; } 

हमने कक्षाओं का एक पदानुक्रम बनाया, जिनमें से प्रत्येक में चर शामिल हैं, और उन्हें काफी स्पष्ट मूल्यों से भर दिया। फिर हमने सही लंबाई प्राप्त करने के लिए मॉलोक_साइज़ का उपयोग करके एक सुपाच्य रूप में डेटा को निकाला और हेक्स में सब कुछ प्रिंट करने के लिए NSData का उपयोग किया। यहाँ हम उत्पादन में क्या मिला है:

  2009-01-27 15:58:04.904 a.out[22090:10b] Object contains <20300000 aaaaaaaa bbbbbbbb cccccccc> 

हम देखते हैं कि वर्ग क्रमिक रूप से मेमोरी कोशिकाओं को भरता है - पहले चर ए, फिर उसका वंशज बी, और फिर सी। यह सरल है!
लेकिन शुरुआत में 20300000 क्या है? वे A से पहले जाते हैं, और इसलिए सबसे अधिक संभावना NSObject के होते हैं । आइए NSObject की परिभाषा देखें।

  /*********** Base class ***********/ @interface NSObject { Class isa; } 

जैसा कि आप देख सकते हैं, फिर से किसी प्रकार का चर। लेकिन यह वर्ग कैसा है? हम उस परिभाषा से आगे बढ़ते हैं जो Xcode हमें प्रदान करती है और usr में शामिल होती है / जिसमें / objc / objc.h शामिल होता है , जिसमें हम निम्नलिखित पाते हैं:

  typedef struct objc_class *Class; 

हम /usr/include/objc/runtime.h में आगे बढ़ते हैं और देखते हैं:

 struct objc_class { Class isa; #if !__OBJC2__ Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE; const char *name OBJC2_UNAVAILABLE; long version OBJC2_UNAVAILABLE; long info OBJC2_UNAVAILABLE; long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE; #endif } OBJC2_UNAVAILABLE; 

इस प्रकार, क्लास एक संरचना के लिए एक संकेतक है जो ... अन्य कक्षा के साथ शुरू होता है
आइए एक और वर्ग देखें, NSProxy

 @interface NSProxy { Class isa; } 

और यहाँ वह है। एक और आईडी जो ऑब्जेक्टिव-सी में किसी भी ऑब्जेक्ट को छिपा सकती है

 typedef struct objc_object { Class isa; } *id; 

और फिर से उसने। जाहिर है, ऑब्जेक्टिव-सी में हर ऑब्जेक्ट क्लास आइसा , यहां तक ​​कि क्लास ऑब्जेक्ट्स से शुरू होना चाहिए। तो क्या है?
जैसा कि नाम और प्रकार से संकेत मिलता है, इसा चर इंगित करता है कि कोई वस्तु किस वर्ग की है। Objective-C में प्रत्येक वस्तु को isa से शुरू होना चाहिए, अन्यथा रनटाइम को यह नहीं पता होगा कि इसके साथ क्या करना है। प्रत्येक विशेष वस्तु के प्रकार के बारे में सभी जानकारी इस छोटे सूचक के पीछे छिपी हुई है। रनटाइम के दृष्टिकोण से, ऑब्जेक्ट का शेष टुकड़ा, बस एक बहुत बड़ा BLOB है जो कोई जानकारी नहीं देता है। केवल कक्षाएं इस टुकड़े को कोई अर्थ दे सकती हैं।

कक्षाएं

तब, क्या वास्तव में कक्षाओं में निहित है? इस सवाल का जवाब हमें संरचना के "दुर्गम" क्षेत्रों को खोजने में मदद करेगा (#if के बाद! __ OBJC2__, वे पूर्व-तेंदुए के साथ संगतता के लिए यहां छोड़ दिए जाते हैं, और यदि आप पॉल तेंदुए और ऊपर विकसित कर रहे हैं, तो आपको उनका उपयोग नहीं करना चाहिए, हालांकि, वे) यह समझने में हमारी मदद करें कि वहां किस तरह की जानकारी छिपी हुई है)। सबसे पहले आईसा आता है, जो आपको ऑब्जेक्ट के रूप में कक्षा के साथ काम करने की अनुमति देता है। फिर कक्षा - पूर्वज की एक कड़ी है, ताकि वर्ग पदानुक्रम का उल्लंघन न हो। निम्नलिखित कुछ बुनियादी वर्ग की जानकारी है। लेकिन सबसे दिलचस्प अंत में है। यह चर की एक सूची, विधियों की एक सूची और प्रोटोकॉल की एक सूची है। यह सब रनटाइम पर उपलब्ध है, और वहां बदला जा सकता है!

मैंने कैश को याद किया, क्योंकि यह रनटाइम के दौरान हेरफेर के दृष्टिकोण से बहुत दिलचस्प नहीं है, लेकिन यह बात करने लायक है कि यह सिद्धांत में क्या भूमिका निभाता है। हर बार जब आप एक संदेश ([फू बार]) भेजते हैं, तो रनटाइम ऑब्जेक्ट की कक्षा के तरीकों की सूची में इसे खोजता है। लेकिन चूंकि यह सिर्फ एक रैखिक सूची है, इसलिए यह प्रक्रिया काफी लंबी है। कैश एक हैश तालिका है जिसमें पहले से ही बुलाए गए तरीके शामिल हैं। यही कारण है कि पहली विधि कॉल सभी बाद वाले लोगों की तुलना में अधिक लंबी हो सकती है।

रनटाइम की खोज करके, आप इन तत्वों को एक्सेस और संशोधित करने के लिए कई सुविधाओं की खोज कर सकते हैं। प्रत्येक फ़ंक्शन एक उपसर्ग के साथ शुरू होता है जो इंगित करता है कि यह किसके साथ काम कर रहा है। बुनियादी objc_ पर शुरू होता है , class_ पर कक्षाओं के साथ काम करने के लिए कार्य करता है। उदाहरण के लिए, आप किसी विशेष विधि के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए class_getInstanceMethod को कॉल कर सकते हैं, जैसे कि एक तर्क सूची / वापसी प्रकार। या आप class_addMethod का उपयोग करके एक नई विधि जोड़ सकते हैं। तुम भी सही समय पर objc_allocateClassPair के साथ पूरी कक्षाएं बना सकते हैं!

व्यावहारिक अनुप्रयोग

इस Runtime मेटा जानकारी के लिए कई उपयोग हैं, बस कुछ ही

1. चर / विधियों के लिए स्वचालित खोज। Apple ने इसे पहले ही की-वैल्यू कोडिंग के रूप में लागू किया है: आप एक नाम निर्दिष्ट करते हैं, इस नाम के अनुसार आपको एक चर या तरीका मिलता है। आप इसे स्वयं कर सकते हैं यदि आप ऐप्पल कार्यान्वयन के साथ सहज नहीं हैं। ( अनुवादक का नोट - उदाहरण के लिए, जैसे कोको के लिए बेहतर कुंजी-मूल्य। )
   
2. स्वचालित रूप से उपवर्गों को पंजीकृत / कॉल करें। Objc_getClassList का उपयोग करके आप वर्गों की एक सूची प्राप्त कर सकते हैं जिसे पहले से ही रनटाइम द्वारा जाना जाता है और, कक्षाओं के पदानुक्रम के बाद, पता करें कि इस वर्ग से कौन से उपवर्ग विरासत में मिले हैं। यह आपको उन उपवर्गों को लिखने का अवसर देता है जो विशिष्ट डेटा प्रारूपों के लिए जिम्मेदार होंगे, या ऐसा कुछ होगा, और फिर सुपरक्लास को उन्हें खुद को खोजने का अवसर दें, अपने आप को थकाऊ बनाने की जरूरत है ताकि उन सभी को अपने हाथों से पंजीकृत किया जा सके।
3. प्रत्येक वर्ग के लिए एक विधि को स्वचालित रूप से कॉल करें। यह यूनिट-टेस्टिंग फ्रेमवर्क और इसी तरह की चीजों के लिए उपयोगी हो सकता है। # 2 के समान, लेकिन संभव तरीकों को खोजने पर जोर देने के साथ, एक वर्ग पदानुक्रम पर नहीं
4. रनटाइम के दौरान ओवरलोडिंग का तरीका। रनटाइम आपको उनके स्रोत कोड में कुछ भी बदलने की आवश्यकता के बिना, वर्ग विधियों के कार्यान्वयन को बदलने के लिए उपकरणों का एक पूरा सेट प्रदान करता है।
5. ब्रिजिंग गतिशील रूप से कक्षाएं बनाने और आवश्यक क्षेत्रों को देखने की क्षमता के साथ, आप उद्देश्य-सी और एक और (काफी गतिशील) भाषा के बीच एक पुल बना सकते हैं।
6. और बहुत, बहुत अधिक! अपने आप को ऊपर की सूची में सीमित न करें।

निष्कर्ष

ऑब्जेक्टिव-सी एक शक्तिशाली भाषा है जिसकी गतिशीलता में महत्वपूर्ण भूमिका ऑल-इन-राउटिंग रनटाइम एपीआई द्वारा निभाई जाती है। यह सब सी कोड के साथ गड़बड़ करने के लिए इतना अच्छा नहीं हो सकता है, लेकिन इसके खुलने की संभावनाएं वास्तव में बहुत अधिक हैं।

(अनुवादक का नोट - उन लोगों के लिए जो ऑब्जेक्टिव-सी के इस सभी अनंत गतिशीलता के साथ खेलने के लिए इंतजार नहीं कर सकते हैं, लेकिन रनटाइम के साथ सौदा नहीं करना चाहते हैं। माइक एश ने गिटहब पर एक परियोजना पोस्ट की - जो कि ओवरटाइम के बाद एक रैपर है। यह सभी अच्छाइयों तक पूरी पहुंच प्रदान करता है। ऊपर वर्णित है, लेकिन परिचित ऑब्जेक्टिव-सी सिंटैक्स में।)