iOS 底层探究：RunTime 运行时与方法的本质
2024-01-10 01:57:56
前言
在上一篇关于 iOS 底层 cache 分析的文章中，我们深入探讨了 cache 机制的实现原理。在这个过程中，我们发现了一个有趣的现象：类中的方法在进行缓存时，首先进行消息发送，然后才执行一系列后续操作。消息发送是通过 objc_msgSend 函数实现的，这不禁让我们好奇：消息发送和方法调用的背后究竟隐藏着怎样的机制？带着这个疑问，我们将开启一场对 iOS 底层 RunTime 运行时的探究之旅。
RunTime 运行时简介
RunTime 运行时是一个底层的软件框架，它为 Objective-C 和 C 语言提供了一组强大的 API，用于动态创建、检查和操作对象和类。RunTime 负责管理 Objective-C 中对象的内存布局、方法的动态绑定和消息的分派。
方法的消息发送
在 Objective-C 中，方法调用是通过消息发送来实现的。当我们调用一个方法时，实际上是在向一个对象发送一条消息，而消息包含了要调用的方法名称、接收消息的对象以及可能的参数。例如，当我们调用 [myObject myMethod] 时，实际上是在向 myObject 发送一条消息，消息名为 myMethod，并且没有参数。
消息发送的过程主要涉及以下几个步骤：
- 查找方法实现：RunTime 根据接收消息的对象和方法名称在方法表中查找相应的方法实现。方法表是一个数据结构，它存储着类中所有方法的实现地址。
- 检查方法选择器：方法选择器是一个唯一标识符，它由方法名称和参数类型组成。RunTime 会检查接收到的消息选择器是否与方法表中找到的方法实现相匹配。
- 执行方法实现：如果方法选择器匹配，RunTime 就会调用相应的方法实现。方法实现是一段代码，它定义了方法的行为。
动态绑定
动态绑定是指在运行时确定方法实现的过程。在编译时，编译器并不知道一个方法的具体实现，它只知道方法的名称和参数类型。当程序运行时，RunTime 会根据接收消息的对象和方法名称在方法表中查找相应的方法实现，从而实现动态绑定。
动态绑定的优点在于：
- 允许在运行时修改方法实现。
- 方便扩展类，添加新的方法或覆盖现有方法。
- 提高代码的可重用性。
RunTime API
RunTime 提供了一组强大的 API，允许我们动态操作对象和类。这些 API 包括：
objc_msgSend：发送消息给对象。class_getMethodImplementation：获取方法的实现地址。object_getClass：获取对象的类。class_addMethod：动态添加方法到类。
利用这些 API，我们可以实现一些高级功能，例如：
- 方法交换。
- 方法拦截。
- 动态创建类。
结语
通过对 iOS 底层 RunTime 运行时的深入探究，我们揭开了 Objective-C 方法消息发送和动态绑定的神秘面纱。RunTime 作为一个强大的底层框架，为 Objective-C 提供了极大的灵活性，使其能够动态创建、检查和操作对象和类。了解 RunTime 的原理对于深入理解 iOS 底层机制至关重要，它可以帮助我们编写更加高效和灵活的代码。
