Runtime - 方法傳送機制土味講解

摘要： 面試驅動技術合集（初中級iOS開發），關注倉庫，及時獲取更新 Interview-series Class 結構詳解 struct objc_class : objc_object { Class isa; Class superclass; cache_t...

面試驅動技術合集（初中級iOS開發），關注倉庫，及時獲取更新 Interview-series

Class 結構詳解

struct objc_class : objc_object {
Class isa;
Class superclass;
cache_t cache;--> 方法快取
class_data_bits_t bits;
}

struct cache_t {
struct bucket_t *_buckets;//散列表
mask_t _mask;//散列表長度-1
mask_t _occupied;//已經快取的方法數量
}

struct bucket_t {
cache_key_t _key;//@selecter(xxx) 作為key
MethodCacheIMP _imp;//函式的執行地址
}

buckets 散列表，是一個數組，數組裡面的每一個元素就是一個bucket_t,bucket_t裡面存放兩個

• _key SEL作為key

• _imp 函式的記憶體地址

_mask 散列表的長度

_occupied已經快取的方法數量

函式呼叫底層走的是objc_msgSend

正常的流程：

1. 物件通過isa，找到函式所在的類物件

2. 這時候先做快取查詢，如果快取的函式列表中沒找到該方法

3. 就去類的class_rw中的methods中找，如果找到了，呼叫並快取該方法

4. 如果類的class_rw中沒找到該方法，通過superclass到父類中，走的邏輯還是先查快取，快取沒有查類裡面的方法。

5. 最終如果在父類中呼叫到了，會將方法快取到當前類的方法快取列表中

方法快取

如何進行快取查詢->使用散列表(散列表 - 空間換時間)

MNGirl *girl = [[MNGirl alloc]init];
mj_objc_class *girlClass = (__bridge mj_objc_class *)[MNGirl class];

[girl beauty];
[girl rich];

//遍歷快取(散列表長度 = mask + 1)
cache_t cache = girlClass->cache;
bucket_t *buckets = cache._buckets;
for (int i = 0; i < cache._mask + 1; i++) {

bucket_t bucket = buckets[i];

NSLog(@"%s %p", bucket,bucket._imp);
}

----------------------------------------
2019-03-13 22:11:42.911494+0800 rich 0x100000be0
2019-03-13 22:11:42.912946+0800 beauty 0x100000c10
2019-03-13 22:11:42.912970+0800 (null) 0x0
2019-03-13 22:11:42.913002+0800 init 0x7fff4f98ff4d

發現快取中已經有三個方法了，分別是初始化呼叫的init，第一次呼叫的beauty和第二次呼叫的rich

散列表取方法

[girl beauty];
[girl rich];

//遍歷快取(散列表長度 = mask + 1)
cache_t cache = girlClass->cache;
bucket_t *buckets = cache._buckets;

bucket_t bucket = buckets[(long long)@selector(beauty) & cache._mask];

NSLog(@"%s %p", bucket,bucket._imp);

-----------------------------------------
2019-03-13 22:15:00 beauty 0x100000c60

確實是取方法的時候，不用遍歷，通過@selector( ) & mask = index索引，陣列同index就

注意，不一定每次都能準確的index索引，算出來的index取出來的內容不一定是想要的，但是經常是比較接近，最差的情況下，也只是一邊的迴圈遍歷

索引散列表效率遠高於陣列！

方法查詢的原始碼:  bucket_t * cache_t::find(cache_key_t k, id receiver)

bucket_t * cache_t::find(cache_key_t k, id receiver)
{
assert(k != 0);

bucket_t *b = buckets();
mask_t m = mask();
mask_t begin = cache_hash(k, m);
mask_t i = begin;
do {
if (b[i].key() == 0||b[i].key() == k) {
return &b[i];
}
} while ((i = cache_next(i, m)) != begin);

// hack
Class cls = (Class)((uintptr_t)this - offsetof(objc_class, cache));
cache_t::bad_cache(receiver, (SEL)k, cls);
}

索引值 Index 的計算

static inline mask_t cache_hash(cache_key_t key, mask_t mask) 
{
return (mask_t)(key & mask);
}

mask_t begin = cache_hash(k, m);

走的是 key & mask的方法， A & B 一定是小於 A的

 1111 0010
&0011 1111
----------
 0011 0010 <= 原來的值

雜湊表的演算法也有用求餘的，和&類似

實現如下:

(i = cache_next(i, m)) != begin

OC的訊息機制

三個階段

• 訊息傳送

• 動態方法解析

• 訊息轉發

訊息傳送

當前類查詢順序

• 排序好的列表，採用二分查詢演算法查詢對應的執行函式

• 未排序的列表，採用一般遍歷的方法查詢物件執行函式

父類逐級查詢

動態方法解析

@interface IOSer : NSObject

- (void)interview;

@end

@implementation IOSer

- (void)test{

NSLog(@"%s",__func__);

}

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
if (sel == @selector(interview)) {

Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(test));

//動態新增interview方法
class_addMethod(self, sel, method_getImplementation(method), method_getTypeEncoding(method));

return YES;

}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

@end

----------------------------------------------

//呼叫
IOSer *ios = [[IOSer alloc]init];
[ios interview];

---------------------------------------------
結果，不會crash，進入了動態新增的方法了
2019-03-17 21:33:51.475717+0800 Runtime-TriedResolverDemo[11419:9277997] -[IOSer test]

訊息轉發流程

• 訊息轉發流程1：forwardingTargetForSelector

@implementation IOSer

- (void)interview{

NSLog(@"%s",__func__);
}
@end

@interface Forwarding : NSObject

- (void)interview;

@end

@implementation Forwarding

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
if (aSelector == @selector(interview)) {

//objc_msgSend([[IOSer alloc]init],aSelector)
//由IOSer作為訊息轉發的接收者
return [[IOSer alloc]init];
}
return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

@end

---------------------------------------------------------------
呼叫
Forwarding *obj = [[Forwarding alloc]init];
[obj interview];


---------------------------------------------
結果，不會crash，進入了動態新增的方法了
2019-03-17 22:57:45.130805+0800 Runtime-TriedResolverDemo[13776:9355195] -[IOSer interview]

• 訊息轉發流程2：forwardingTargetForSelector

@implementation Forwarding

//返回方法簽名
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
if (aSelector == @selector(interview)) {

//v16@0:8 = void xxx (self,_cmd)
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v16@0:8"];
}
return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

//NSInvocation - 方法呼叫
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
//設定方法呼叫者
[anInvocation invokeWithTarget:[[IOSer alloc]init]];
}

@end

NSInvocation 其實封裝了一個方法呼叫，包括：

• 方法名  - anInvocation.selector

• 方法呼叫 - anInvocation.target

• 方法引數 - anInvocation getArgument: atIndex:

冷門知識補充

//類方法的訊息轉發
[Forwarding test]；

類方法也可以實現訊息轉發，但是用的是+ (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector函式

因為__forwarding底層，是用receiver去傳送 forwardingTargetForSelector訊息，如果是類方法，receiver是類物件，所以要呼叫的是 “+” 方法

小tips：預設是沒有+ (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector方法，可以先打- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector，“-” 替換成“+”，完成~

友情演出: 小馬哥MJ

參考資料：

objc-msgsend

gun

libmalloc

objc4

Objective-C-Message-Sending-and-Forwarding

作者：小蠢驢打程式碼

連結：https://www.jianshu.com/p/228c7258ce0c