objc_msgSend方法查找流程
2023-10-18 06:35:16
在上一篇文章《iOS-底层原理：objc_class 中 cache（十一）原理分析》中，我们分析了 cache 的写入流程。在写入流程之前，还有一个至关重要的步骤，即方法查找。方法查找负责确定要调用的正确方法，这是一个复杂且高效的过程，涉及多个步骤。本文将深入探讨 objc_msgSend 方法查找流程，揭示 Objective-C 中消息传递的底层机制。
方法查找概述
当我们调用一个对象的方法时，编译器实际上会将这个调用转换为一个 objc_msgSend 调用。objc_msgSend 是 Objective-C 运行时库中的一个函数，它负责查找要调用的方法并执行它。方法查找过程可以分为以下几个步骤：
- 方法缓存查找 ：首先，运行时会检查方法缓存，这是一个存储最近调用的方法的哈希表。如果方法在缓存中，则直接返回该方法。
- 类层次遍历 ：如果方法不在缓存中，运行时将遍历类的层次结构，从接收消息的对象的类开始。它将检查每个类的类方法表和实例方法表，以查找匹配的方法。
- 动态方法解析 ：如果在类层次结构中找不到方法，运行时将调用动态方法解析协议。这允许类在运行时动态添加或修改方法。
方法缓存查找
方法缓存是一个哈希表，存储最近调用的方法。当一个方法被调用时，它会被添加到缓存中。下次调用相同的方法时，运行时会先检查缓存，如果找到该方法，则直接返回它。
方法缓存的目的是提高方法查找的性能。由于大多数方法调用都是对最近调用的方法的重复调用，因此缓存可以避免不必要的类层次遍历和动态方法解析。
类层次遍历
如果方法不在缓存中，运行时将遍历类的层次结构，从接收消息的对象的类开始。对于每个类，它将检查以下两个表：
- 类方法表 ：存储类的类方法（静态方法）。
- 实例方法表 ：存储类的实例方法（非静态方法）。
运行时将检查每个表中的方法，以查找与消息选择器匹配的方法。消息选择器是一个唯一标识符，用于标识一个方法。
类层次遍历是一个递归过程，从接收消息的对象的类开始。如果在该类中找不到该方法，运行时将遍历父类，依此类推，直到找到该方法或达到根类。
动态方法解析
如果在类层次结构中找不到该方法，运行时将调用动态方法解析协议。这个协议允许类在运行时动态添加或修改方法。
动态方法解析协议有两个方法：
- resolveInstanceMethod ：用于动态添加或修改实例方法。
- resolveClassMethod ：用于动态添加或修改类方法。
如果实现了一个动态方法解析方法，则当在类层次结构中找不到方法时，运行时将调用该方法。动态方法解析方法可以添加新的方法，或修改现有方法的实现。
性能优化
方法查找是一个至关重要的性能因素，因为它决定了调用方法的速度。为了优化方法查找的性能，我们可以采用以下策略：
- 减少方法调用的次数 ：尽量减少不必要的函数调用，因为每个函数调用都涉及方法查找过程。
- 使用缓存 ：方法缓存可以显着提高方法查找的性能，因此，充分利用缓存非常重要。
- 优化类层次结构 ：类的层次结构应尽可能扁平，以减少类层次遍历的深度。
- 避免动态方法解析 ：动态方法解析虽然提供了灵活性，但它也会增加方法查找的开销。因此，应尽量避免使用动态方法解析。
总结
objc_msgSend 方法查找流程是一个复杂且高效的过程，涉及多个步骤。通过理解这个过程，我们可以更好地理解 Objective-C 中消息传递的原理，并优化我们的代码以获得更好的性能。
