iOS cache_t 分析（二）

引言

在上一篇文章中，我们分析了 Objective-C 中 isa 指针和类（objc_class）的底层原理结构。我们了解到 isa 指针指向对象的类，而类结构中包含了对象的元数据信息，包括方法列表、实例变量列表、父类指针等。在 Objective-C 运行时中，还有一个重要的结构 cache_t，它与类方法缓存和消息转发等机制密切相关。

cache_t 结构

cache_t 结构是一个 64 位的结构，其定义如下：

typedef struct cache_t {
    void *volatile cache[CACHE_SIZE];
    uint32_t mask;
    uint16_t cls_id;
    cache_buckets_t *buckets;
} cache_t;

• cache[CACHE_SIZE] ：这是一个数组，用于缓存类方法。CACHE_SIZE 的值通常为 16，这意味着 cache 数组可以缓存 16 个类方法。

• mask ：这是一个掩码，用于计算类方法在 cache 数组中的索引。

• cls_id ：这是一个类标识符，用于标识类方法所属的类。

• buckets ：这是一个指针，指向一个 cache_buckets_t 结构。cache_buckets_t 结构是一个散列表，用于缓存消息转发记录。

类方法缓存

Objective-C 运行时使用 cache_t 结构来缓存类方法。当一个类方法第一次被调用时，运行时会将该方法的 IMP（实现指针）存储在 cache 数组中。当该方法再次被调用时，运行时会直接从 cache 数组中获取 IMP，而无需再次查找类方法表。这可以显著提高类方法调用的性能。

消息转发

Objective-C 运行时使用 cache_t 结构来缓存消息转发记录。当一个对象收到一条它不认识的消息时，运行时会将该消息转发给另一个对象。这个另一个对象可能是该对象的父类、遵循某个协议的对象，或者是一个消息转发代理对象。

当一条消息被转发时，运行时会将消息转发记录存储在 cache_buckets_t 结构中。消息转发记录包含了消息转发目标对象和消息转发选择器。当该消息再次被转发时，运行时会直接从 cache_buckets_t 结构中获取消息转发记录，而无需再次查找消息转发表。这可以显著提高消息转发的性能。

总结

cache_t 结构是 Objective-C 运行时中一个重要的结构，它与类方法缓存和消息转发等机制密切相关。通过对 cache_t 结构的理解，我们可以更好地理解 Objective-C 运行时的一些底层机制，从而优化应用程序的性能和内存管理。