Runtime 系列文章

深入淺出 Runtime（一）：初識
深入淺出 Runtime（二）：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
深入淺出 Runtime（三）：消息機(jī)制
深入淺出 Runtime（四）：super 的本質(zhì)
深入淺出 Runtime（五）：具體應(yīng)用
深入淺出 Runtime（六）：相關(guān)面試題

網(wǎng)絡(luò)配圖

目錄

• 1. objc_super 與 objc_msgSendSuper
• 2. self 和 super
  self
  super
• 3. super 本質(zhì)
  LLVM & 中間代碼
  通過匯編驗(yàn)證
  super 本質(zhì)
• 4. 相關(guān)面試題

1. objc_super 與 objc_msgSendSuper

我們先來看兩個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)objc_super和objc_super2尘执。
它們的區(qū)別在于第二個成員：
objc_super：super_class // receiverClass 的父類
objc_super2：current_class // receiverClass（消息接收者的class對象）

// message.h（objc4）
struct objc_super {
    __unsafe_unretained _Nonnull id receiver;  // 消息接收者
#if !defined(__cplusplus)  &&  !__OBJC2__
    /* For compatibility with old objc-runtime.h header */
    __unsafe_unretained _Nonnull Class class;
#else
    __unsafe_unretained _Nonnull Class super_class;  // receiverClass 的父類
#endif
    /* super_class is the first class to search */
};

// objc_runtime_new.h（objc4）
struct objc_super2 {
    id receiver;  // 消息接收者
    Class current_class;  // receiverClass（消息接收者的class對象）
};

再來看兩個函數(shù)objc_msgSendSuper()和objc_msgSendSuper2()。
從源碼來看，兩個函數(shù)所接收的參數(shù)沒有區(qū)別，
但是從官方注釋我們可以推測，objc_msgSendSuper2()函數(shù)所接收的第一個參數(shù)應(yīng)該為objc_super2而非objc_super。

// message.h（objc4）
void objc_msgSendSuper(void /* struct objc_super *super, SEL op, ... */ )

// objc-abi.h（objc4）
// objc_msgSendSuper2() takes the current search class, not its superclass.
id _Nullable objc_msgSendSuper2(struct objc_super * _Nonnull super, SEL _Nonnull op, ...)

2. self 和 super

self

• OC 方法都帶有兩個隱式參數(shù)：(id)self和(SEL)_cmd；
• self 是一個對象指針假颇，指向當(dāng)前方法的調(diào)用者/消息接收者；
  如果是實(shí)例方法符相，它就是指向當(dāng)前類的實(shí)例對象拆融；
  如果是類方法蠢琳，它就是指向當(dāng)前類的類對象。
• 當(dāng)使用 self 調(diào)用方法的時候镜豹，底層會轉(zhuǎn)換為objc_msgSend()函數(shù)的調(diào)用傲须，通過上一篇文章可以知道，該函數(shù)會從當(dāng)前消息接收者類中開始查找方法的實(shí)現(xiàn)趟脂。

super

• super 是一個編譯器指令泰讽；
• 當(dāng)使用 super 調(diào)用方法的時候，底層會轉(zhuǎn)換為objc_msgSendSuper2()函數(shù)的調(diào)用昔期，該函數(shù)會從當(dāng)前消息接受者類的父類中開始查找方法的實(shí)現(xiàn)已卸。

3. super 本質(zhì)

我們通過 clang 將以下 OC 代碼 轉(zhuǎn)換為 C++ 代碼：

    [super viewDidLoad];

    // 轉(zhuǎn)換為 C++
    ((void (*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("ViewController"))}, sel_registerName("viewDidLoad"));
    // 簡化
    struct objc_super arg = {
        self,
        class_getSuperclass(objc_getClass("ViewController"))
    };
    objc_msgSendSuper(arg, sel_registerName("viewDidLoad"));

可以看到，Runtime 將super轉(zhuǎn)換為objc_msgSendSuper()函數(shù)的調(diào)用硼一，參數(shù)為objc_super和SEL累澡。

LLVM & 中間代碼

那么為什么前面說super會轉(zhuǎn)換為objc_msgSendSuper2()函數(shù)的調(diào)用呢？
因?yàn)檗D(zhuǎn)成的 C++ 的實(shí)現(xiàn)和真正的底層實(shí)現(xiàn)是有差異的般贼，
LLVM編譯器會將“ OC 代碼”先轉(zhuǎn)成“中間代碼(.ll)”再轉(zhuǎn)成“匯編愧哟、機(jī)器代碼”，該中間代碼非 C/C++哼蛆。
可以使用以下命令行指令生成中間代碼：clang -emit-llvm -S main.m
具體可以查看官方文檔 LLVM蕊梧，這里不做過多介紹。

通過匯編驗(yàn)證

將 ViewController.m 文件轉(zhuǎn)換成匯編代碼進(jìn)行驗(yàn)證：

super 本質(zhì)

• 當(dāng)使用 super 調(diào)用方法的時候，底層會轉(zhuǎn)換為objc_msgSendSuper2()函數(shù)的調(diào)用叠洗，該函數(shù)接收兩個參數(shù)struct objc_super2和SEL甘改。

struct objc_super2 {
    id receiver;  // 消息接收者
    Class current_class;  // receiverClass
};
id _Nullable objc_msgSendSuper2(struct objc_super * _Nonnull super, SEL _Nonnull op, ...)

• objc_msgSendSuper2()函數(shù)內(nèi)部會通過current_class的superclass指針拿到它的父類，從父類開始查找方法的實(shí)現(xiàn)惕味。忽略“從 receiverClass 中查找方法的過程”楼誓，對應(yīng)下圖就是直接從第 5 步開始。
  
  objc_msgSendSuper2()執(zhí)行流程
• 要注意receiver消息接收者還是子類對象名挥，而不是父類對象，只是查找方法實(shí)現(xiàn)的范圍變了主守。

4. 相關(guān)面試題

Q：調(diào)用以下 init 方法的打印結(jié)果是什么禀倔？

@interface HTPerson : NSObject
@end

@interface HTStudent : HTPerson
@end

@implementation HTStudent
- (instancetype)init
{
    if (self = [super init]) {
        
        NSLog(@"[self class] = %@",[self class]);
        NSLog(@"[super class] = %@",[super class]);
        NSLog(@"[self superclass] = %@",[self superclass]);
        NSLog(@"[super superclass] = %@",[super superclass]);
        
    }
    return self;
}
@end

[self class] = HTStudent
[super class] = HTStudent
[self superclass] = HTPerson
[super superclass] = HTPerson

class和superclass方法的實(shí)現(xiàn)在 NSObject 類中，可以看到它們的返回值取決于receiver参淫。

+ (Class)class {
    return self;
}
- (Class)class {
    return object_getClass(self);
}
+ (Class)superclass {
    return self->superclass;
}
- (Class)superclass {
    return [self class]->superclass;
}

[self class]是從receiverClass開始查找方法的實(shí)現(xiàn)救湖，如果沒有重寫的情況，則會一直找到基類 NSObject涎才，然后調(diào)用鞋既。
[super class]是從receiverClass->superclass開始查找方法的實(shí)現(xiàn)力九，如果沒有重寫的情況，則會一直找到基類 NSObject邑闺，然后調(diào)用跌前。
由于receiver相同，所以它們的返回值是一樣的陡舅。

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未完待續(xù)抵乓。。靶衍。