深入剖析 OC 方法调用之 objc_msgSend 慢速查找机制

Objective-C方法调用的幕后机制：深入探究慢速查找

在开发Objective-C应用程序时，理解方法调用的底层机制至关重要。objc_msgSend 是用于发送消息的关键方法，在之前的文章中，我们探讨了它的快速查找过程。然而，对于那些不在缓存中的方法，一个更复杂的过程——慢速查找——就会启动。

慢速查找过程

当objc_msgSend 无法在缓存中找到方法时，它将启动一个多步骤的慢速查找流程：

1. 消息转发：

系统首先会触发消息转发机制。如果实现了 -forwardingTargetForSelector: 或 -methodSignatureForSelector: 方法，将调用它们来寻找方法的实现。

2. 元类查找：

如果消息转发失败，objc_msgSend 将查询类的元类以查找方法的实现。元类是类的类，它包含指向类方法的IMP指针。

3. 分类查找：

如果元类查找失败，objc_msgSend 将搜索类关联的所有分类以查找方法的实现。分类可以扩展类的功能，并添加新的方法实现。

4. 协议查找：

如果分类查找失败，objc_msgSend 将检查类是否遵循任何协议。协议定义了方法的签名，但没有提供实现。如果在协议中找到了方法的签名，将触发消息转发，以允许遵循该协议的其他类提供实现。

5. 动态方法解析：

如果以上所有查找都失败，objc_msgSend 将触发动态方法解析机制。它允许在运行时动态添加方法。如果实现了 -resolveInstanceMethod: 或 -resolveClassMethod: 方法，将调用它们来解析方法的实现。

6. 异常抛出：

如果所有查找都失败，objc_msgSend 将抛出 NSInvalidArgumentException 异常。

一个示例

假设我们有一个名为MyClass的类，其中包含一个名为 slowMethod的方法。

@interface MyClass
@end

@implementation MyClass
- (void)slowMethod {}
@end

当我们调用[myObject slowMethod]时，由于该方法没有缓存，将启动慢速查找流程：

• 消息转发将失败，因为没有实现相关方法。
• 元类查找将失败，因为元类中没有该方法的实现。
• 分类查找将失败，因为没有分类与该类关联。
• 协议查找将失败，因为该类没有遵循任何协议。
• 动态方法解析将失败，因为没有实现相关方法。

最终，objc_msgSend 将抛出 NSInvalidArgumentException 异常。

性能影响

慢速查找比快速查找慢很多，因为它需要搜索多个位置以查找方法的实现。因此，应避免在关键性能路径上使用未缓存的方法。

结论

objc_msgSend 的慢速查找过程提供了一种查找未缓存方法实现的机制。它通过消息转发、元类查找、分类查找、协议查找和动态方法解析等步骤实现。虽然慢速查找对于处理未缓存的方法很有用，但由于其性能开销，应谨慎使用。

常见问题解答

1. 慢速查找的主要步骤是什么？

• 消息转发
• 元类查找
• 分类查找
• 协议查找
• 动态方法解析

2. 如果所有查找都失败会怎样？

将抛出 NSInvalidArgumentException 异常。

3. 为什么应避免在关键性能路径上使用慢速查找？

因为它比快速查找慢得多。

4. 如何在Objective-C中实现消息转发？

实现 -forwardingTargetForSelector: 或 -methodSignatureForSelector: 方法。

5. 分类如何扩展类的功能？

分类可以添加新的方法实现和实例变量。