Runtime窥探 (二)| 消息发送

前言

双眸浅看,几世繁华褪色成一纸墨色,岁月索颜,在风居住的街道,我怀抱相思,在雨中等待前世,等待今世,等待晴天,亦或是等待你。

作品集

1.例子

  • 新建Person类,继承于NSObject
  • 新建方法:
- (void)eat{
    NSLog(@"实例方法正在吃饭。。。。");
}
- (void)eatWith:(NSString *)name{
    NSLog(@"实例方法正在和%@吃饭。。。。",name);
}
- (void)drink{
    NSLog(@"实例方法正在喝水。。。。");
}
    
+ (void)eat{
    NSLog(@"类方法正在吃饭。。。。");
}

看看下面例子会执行吗,如果执行打印出什么?

- (void)objc_message{
    Person *p = [Person new];
    [p eat];
    objc_msgSend(p,@selector(eatWith:),@"Dely");
    [p performSelector:@selector(eat) withObject:nil];
    [[p class] performSelector:@selector(eat) withObject:nil];
}

结果是肯定可以执行的,打印结果如下:

实例方法正在吃饭。。。。
实例方法正在和Dely吃饭。。。。
实例方法正在吃饭。。。。
类方法正在吃饭。。。。

疑问:

  • objc_msgSend是个什么东西?
  • [[p class] performSelector:@selector(eat) withObject:nil];为什么可以这样调用?

2.objc_msgSend是什么?

objc_msgSend:消息发送、负责方法的调用。

直接使用objc_msgSend需要导入头文件#import <objc/message.h>

//方法定义:消息接受者,消息,参数
objc_msgSend(id _Nullable self, SEL _Nonnull op, ...)
  • 当我们发送消息[receiver message]时,会被编译成:
objc_msgSend(receiver,@selector(message), ...)

  • 也就是说:调用[p eat]时;其实就是调用了
//无参数
objc_msgSend(p,@selector(eat));
//有参数
objc_msgSend(p,@selector(eatWith:),@"Dely");
  • performSelector方法底层其实就是基于objc_msgSend封装的,被编译成
objc_msgSend(Person,@selector(eat));

3.消息发送机制

我们就算调用了objc_msgSend方法那到底怎么调用到函数的实现的呢?他的调用机制是怎么样的呢?也就是我们常说的OC的消息发送机制.

我们在上一篇讲解isa和class的时候无形中其实也讲解了消息发送机制,主要讲解了isa和class,不明白的可以再去复习一下isa和class到底是个什么东西?

objc_msgSend如何执行方法?

上面提到了,一个OC方法被编译成objc_msgSend,那么,Runtime如何找到方法的执行体呢?

再看下runtime中objc_class定义:

//Class
typedef struct objc_class *Class;

//objc_class
struct objc_class {
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

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

} OBJC2_UNAVAILABLE;

可以看到 Class 中包含了isa指针、methodLists、cache等信息。

  • 实例可以通过isa指针找到Class
  • Class中methodLists包含了类中所有的实例方法
  • 实例的元类中methodLists中包含了类中所有的加方法
objc_message

实例方法的执行过程:

例如:[p eat];

  • 1.首先被编译成objc_msgSend(id receiver, SEL op, ...);
  • 2.根据receiver对象的isa指针获取它对应的Class;
  • 3.优先在class的cache(为了提高效率)查找message方法,找到直接执行执行6,找不到继续往下执行
  • 4.再到methodLists查找,找到直接执行6,找不到继续往下执行
  • 5.没有在class找到,再到super_class查找,依次查找到基类NSObject.如果还没找到执行消息转发机制(本文不讲解)
  • 6.找到method,根据IMP执行函数,并将返回值给调用者

类方法的执行过程:

例如:[Person eat];

因为类方法列表保存在元类中,所以跟实例方法不同的是:首先类对象会根据Class的isa指针找到对应的元类。查找过程在元类中的methodLists查找方法,找不到的话,查找到当前的父类,然后在父类对应元类的methodLists。执行过程就和上面的实例方法一样了。

  • 每一个Class的isa指向唯一一个元类,每个元类的isa都指向同一个根元类
  • 其实类Class本身就是一个实例,只不过他是元类的实例。所以我们根据实例的isa就可以找到对应的类

开始还有一个疑问? [[p class] performSelector:@selector(eat) withObject:nil];为什么可以这样调用?
编译完成后都会执行objc_msgSend,只不过对象是Class类型罢了,给对象发一个消息。依次查找元类中的方法,当然可以执行了。

现在对于OC的消息转发机制是否有一些了解。上面说到消息到最后都没有找到该怎么办?他该何去何从?会立即崩溃吗?这就是下一篇博客要讲的内容:消息转发

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