轉(zhuǎn)載自：IOS開發(fā)工程師--周玉的博客:iOS開發(fā) 深入淺出Rumtime運(yùn)行時(shí)之消息發(fā)送機(jī)制詳解
iOS開發(fā) Rumtime運(yùn)行時(shí)之消息發(fā)送機(jī)制(一)
iOS開發(fā) Runtime運(yùn)行時(shí)之官方翻譯--動態(tài)方法解析(二)
iOS開發(fā) Rumtime運(yùn)行時(shí)之消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制(三)
iOS開發(fā)
在Objective-C中蛇捌，使用對象進(jìn)行方法調(diào)用是一個消息發(fā)送的過程（Objective-C采用“動態(tài)綁定機(jī)制”，所以所要調(diào)用的方法直到運(yùn)行期才能確定）稠炬。
方法在調(diào)用時(shí)，系統(tǒng)會查看這個對象能否接收這個消息(查看這個類有沒有這個方法颗管，或者有沒有實(shí)現(xiàn)這個方法)宴偿，如果不能并且只在不能的情況下，就會調(diào)用下面這幾個方法葛虐，給你“補(bǔ)救”的機(jī)會溜腐，你可以先理解為幾套防止程序crash的備選方案译株，我們就是利用這幾個方案進(jìn)行消息轉(zhuǎn)發(fā)，注意一點(diǎn)挺益，前一套方案實(shí)現(xiàn)后一套方法就不會執(zhí)行歉糜。如果這幾套方案你都沒有做處理，那么程序就會報(bào)錯crash望众。
正常運(yùn)行的方法
案例分析:首先創(chuàng)建person類
Person.h
Person.m
運(yùn)行:
如果調(diào)用的方法沒有實(shí)現(xiàn)
注釋掉run方法的實(shí)現(xiàn)
運(yùn)行報(bào)錯:原因如下
于是我們要思考:為什么會報(bào)錯?以及該怎么處理這類錯誤?
由此我們要深入理解一些基本的概念才能知曉其中的原理
Object,Class,MetaClass概念
關(guān)系圖: 詳解看這里 – 深入淺出Runtime運(yùn)行時(shí)之類與對象的結(jié)構(gòu)
Class,Method,SEL,IMP概念
//類
typedef struct objc_class *Class;
//對象
typedef struct objc_object {
Class isa;
} *id;
//方法名
typedef struct objc_selector *SEL;
//IMP
typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);
- Class含義
struct objc_class {
Class isa; //指向父類或者元類
Class super_class ; //父類
const char *name ; //類名
long version ; //版本
long info ; //信息
long instance_size ; //實(shí)例變量的大小
struct objc_ivar_list *ivars ; //成員變量列表
struct objc_method_list **methodLists ; //方法列表,存儲的是Method類型的方法
struct objc_cache *cache ; //調(diào)用過得方法的緩存
struct objc_protocol_list *protocols ; //要遵守的協(xié)議列表
} ;
由此可見匪补，Class 是指向類結(jié)構(gòu)體的指針，該類結(jié)構(gòu)體含有一個指向其父類類結(jié)構(gòu)的指針烂翰，該類方法的鏈 表夯缺，該類方法的緩存以及其他必要信息。
NSObject 的 class 方法就返回這樣一個指向其類結(jié)構(gòu)的指針甘耿。每一個類實(shí)例對象的第一個實(shí)例變量是一個指向該對象的類結(jié)構(gòu)的指針踊兜，叫做 isa。通過該指針佳恬，對象可以訪問它對應(yīng)的類以及相應(yīng)的父類捏境。
- Method含義
注意這里所說的方法鏈表里面存儲的是 Method 類型的于游。圖一中 selector 就是指 Method 的SEL, address 就是指 Method 的 IMP。
//Method方法結(jié)構(gòu)體
typedef struct objc_method *Method;
struct objc_method {
SEL method_name ; //方法名,也就是selector.
char *method_types ; //方法的參數(shù)類型.
IMP method_imp ; //函數(shù)指針,指向方法具體實(shí)現(xiàn)的指針..也即是selector的address.
} ;
// SEL 和 IMP 配對是在運(yùn)行時(shí)決定的.并且是一對一的.也就是通過selector去查詢IMP,找到執(zhí)行方法的地址,才能確定具體執(zhí)行的代碼.
// 消息選標(biāo)SEL:selector / 實(shí)現(xiàn)地址IMP:address 在方法鏈表(字典)中是以key / value 形式存在的
一個方法 Method垫言，其包含一個方法選標(biāo) SEL – 表示該方法的名稱贰剥，一個 types – 表示該方法參數(shù)的類型， 一個 IMP - 指向該方法的具體實(shí)現(xiàn)的函數(shù)指針筷频。
- SEL 的含義:
它是一個指向 objc_selector 指針蚌成，表示方法的名字/簽名
typedef struct objc_selector *SEL; //方法的名稱--@selector(方法名)
不同的類可以擁有相同的 selector，這個沒有問題截驮，因?yàn)椴煌惖膶?shí)例對象 performSelector 相同的 selector 時(shí)笑陈，會在各自的消息選標(biāo)(selector)/實(shí)現(xiàn)地址(address) 方法鏈表中根據(jù) selector 去查找具體的 方法實(shí)現(xiàn) IMP, 然后用這個方法實(shí)現(xiàn)去執(zhí)行具體的實(shí)現(xiàn)代碼际度。這是一個動態(tài)綁定的過程葵袭，在編譯的時(shí)候， 我們不知道最終會執(zhí)行哪一些代碼乖菱，只有在執(zhí)行的時(shí)候坡锡，通過 selector 去查詢，我們才能確定具體的執(zhí)行 代碼窒所。
- IMP含義
typedef id (*IMP)(id, SEL, ...); //函數(shù)指針I(yè)MP,指向方法的實(shí)現(xiàn)的指針 -----和block結(jié)構(gòu)一樣 void (^block)(int,int);
// IMP 函數(shù)指針,被指向的函數(shù)/方法,包含一個接收消息的對象id(self,指針),調(diào)用方法的選標(biāo)SEL(方法名),以及...方法的個數(shù),并返回一個id.
// IMP是消息最終調(diào)用的代碼,是方法真正實(shí)現(xiàn)的代碼
根據(jù)前面 id 的定義鹉勒，我們知道 id 是一個指向 objc_object 結(jié)構(gòu)體的指針，該結(jié)構(gòu)體只有一個成員 isa吵取，所 以任何繼承自 NSObject 的類對象都可以用 id 來指代禽额，因?yàn)?NSObject 的第一個成員實(shí)例就是 isa。
至此皮官，我們就很清楚地知道 IMP 的含義:IMP 是一個函數(shù)指針脯倒，這個被指向的函數(shù)包含一個接收消息的 對象 id(self 指針), 調(diào)用方法的選標(biāo) SEL (方法名)，以及不定個數(shù)的方法參數(shù)捺氢，并返回一個 id藻丢。也就是說 IMP 是消息最終調(diào)用的執(zhí)行代碼，是方法真正的實(shí)現(xiàn)代碼 摄乒。我們可以像在C語言里面一樣使用這個函數(shù) 指針悠反。
消息調(diào)用過程
至此我們對方法調(diào)用有個大致的了解過程
[Person run];
對run方法的調(diào)用,編譯器通過插入一些代碼,將之轉(zhuǎn)換為對方法具體實(shí)現(xiàn)IMP的調(diào)用,在Person類結(jié)構(gòu)體中的方法鏈表中查找名稱為run的SEL對象的具體方法實(shí)現(xiàn)找到.
還有一個問題,編譯器插入了什么代碼呢?如果方法在方法鏈表中沒有找到對應(yīng)的IMP,又會如何?
消息函數(shù)objc_msgSend
編譯器會將消息轉(zhuǎn)換為對消息函數(shù)objc_msgSend的調(diào)用
id objc_msgSend(id self, SEL op, ...);
主要有兩個參數(shù):id 消息接收者 SEL 消息對象的方法名, …接收的消息的參數(shù).
/* 消息函數(shù) */ //編譯器會將消息轉(zhuǎn)換為對消息函數(shù)objc_msgSend的調(diào)用
id objc_msgSend(id self, SEL op, ...);
// id objc_msgSend(id theReceiver, SEL theSelector, ...);
// 三個參數(shù):消息接收者 id 方法名 SEL 參數(shù) ...
// [person run]; -- objc_msgSend(person, @selector(run));
SEL和IMP的動態(tài)綁定
objc_msgSend消息函數(shù)做了動態(tài)綁定所需要的一切工作:
1，它首先找到 SEL 對應(yīng)的方法實(shí)現(xiàn) IMP馍佑。因?yàn)椴煌念悓ν环椒赡軙胁煌膶?shí)現(xiàn)斋否，所以找到的 方法實(shí)現(xiàn)依賴于消息接收者的類型。
2拭荤， 然后將消息接收者對象(指向消息接收者對象的指針)以及方法中指定的參數(shù)傳遞給方法實(shí)現(xiàn) IMP如叼。
3，最后穷劈，將方法實(shí)現(xiàn)的返回值作為該函數(shù)的返回值返回笼恰。
編譯器會自動插入調(diào)用該消息函數(shù) objc_msgSend 的代碼踊沸，我們無須在代碼中顯示調(diào)用該消息函數(shù)。
當(dāng) objc_msgSend 找到方法對應(yīng)的實(shí)現(xiàn)時(shí)社证，它將直接調(diào)用該方法實(shí)現(xiàn)逼龟，并將消息中所有的參數(shù)都傳遞給方法 實(shí)現(xiàn)，同時(shí)追葡，它還將傳遞兩個隱藏的參數(shù):消息的接收者以及方法名稱 SEL腺律。
這些參數(shù)幫助方法實(shí)現(xiàn)獲得 了消息表達(dá)式的信息。它們被認(rèn)為是”隱藏”的是因?yàn)樗鼈儾]有在定義方法的源代碼中聲明宜肉，而是在代碼 編譯時(shí)是插入方法的實(shí)現(xiàn)中的匀钧。
- (void)objc_msgSend(參數(shù)等) {
//消息接收者
id target = getTheReceiver();
//方法名
SEL method = getTheMethod();
//參數(shù)
............
//self指收到run消息的對象
if (target == self || method == objc_msgSend) {
return nil;
}
//參數(shù)
..........
//消息接收者去調(diào)用對應(yīng)的方法,并返回對應(yīng)的結(jié)果
return [target performSelector:method];
}
通過SEL查找IMP的過程
前面說了，objc_msgSend 會根據(jù)方法選標(biāo) SEL 在類結(jié)構(gòu)的方法列表中查找方法實(shí)現(xiàn) IMP谬返。這里頭有一 些文章之斯，我們在前面的類結(jié)構(gòu)中也看到有一個叫 objc_cache *cache 的成員，這個緩存為 高效率而存在 的遣铝。每個類都有一個獨(dú)立的緩存佑刷，同時(shí)包括繼承的方法和在該類中定義的方法。酿炸。
//下面來剖析一段蘋果官方運(yùn)行時(shí)源碼:
static Method look_up_method(Class cls, SEL sel, BOOL withCache, BOOL withResolver) {
// 1\. 聲明IMP
Method meth = NULL;
// 2\. 從cache中查找
if (withCache) {
meth = _cache_getMethod(cls, sel,&_objc_msgForward_internal);
if (meth == (Method)1) {
// cache中包含了這個方法的話,就停止搜索
// Cache contains forward:: . Stop searching.
return NULL;
}
}
// Ivar class_getInstaceMethod(Class cls, SEL name);
// Ivar class_getClassMethod(Class cls, SEL name);
// 3\. 如果找不到從方法列表中查找(包括類方法列表和對象方法列表)
if (!meth) meth = _class_getMethod(cls, sel);
// 4\. 將找到的方法緩存到cache中
if (!meth && withResolver) meth = _class_resolveMethod(cls, sel);
return meth;
}
通過分析上面的代碼瘫絮，可以看到，查找時(shí):
1填硕，首先去該類的方法 cache 中查找麦萤，如果找到了就返回它;
2，如果沒有找到扁眯，就去該類的方法列表中查找壮莹。如果在該類的方法列表中找到了，則將 IMP 返回恋拍，并將 它加入 cache中緩存起來垛孔。根據(jù)最近使用原則，這個方法再次調(diào)用的可能性很大施敢，緩存起來可以節(jié)省下次 調(diào)用再次查找的開銷周荐。
3，如果在該類的方法列表中沒找到對應(yīng)的 IMP僵娃，在通過該類結(jié)構(gòu)中的 super_class指針在其父類結(jié)構(gòu)的方法列表中去查找概作，直到在某個父類的方法列表中找到對應(yīng)的 IMP，返回它默怨，并加入 cache 中;
4讯榕，如果在自身以及所有父類的方法列表中都沒有找到對應(yīng)的 IMP，則看是不是可以進(jìn)行動態(tài)方法決議(后 面有專文講述這個話題);
5，如果動態(tài)方法決議沒能解決問題愚屁，進(jìn)入下面要講的消息轉(zhuǎn)發(fā)流程济竹。
總結(jié)
到此為止,就曉得為什么會報(bào)那樣的錯誤了吧
reason: '-[Persion run]: unrecognized selector sent to instance 0x60000023b120'
[Person run];運(yùn)行時(shí)時(shí),objc_msgSend函數(shù)通過消息發(fā)送機(jī)制,在對應(yīng)的person對象中找不到run方法的實(shí)現(xiàn),所以就報(bào)錯了(后面再談?wù)搫討B(tài)方法處理和消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制)
