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OC底层-慢速查找揭秘

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在苹果开发的Objective-C运行时中，方法查找是一个至关重要的环节，它决定了应用程序如何响应消息传递。在先前的文章中，我们探讨了快速查找机制，它通过缓存方法信息来提升性能。然而，对于那些未被缓存的方法，OC运行时采用了慢速查找策略来查找方法实现。

慢速查找的探索

慢速查找过程主要涉及以下步骤：

1. 类方法查找：
如果目标方法是类方法，运行时将首先搜索当前类的类对象中的方法列表。如果没有找到，则继续搜索父类的类对象，依此类推，直到找到方法实现或到达根类为止。

2. 实例方法查找：
对于实例方法，查找过程从目标对象的类开始。运行时检查类的实例方法表，如果找不到方法，则继续搜索父类的实例方法表，直至找到方法实现或到达根类。

3. 元类方法查找：
对于元类方法，查找过程类似于类方法查找，但从目标对象的元类对象开始。

在慢速查找过程中，运行时需要遍历类和元类层次结构，这可能会导致性能开销，尤其是在类层次结构较深的情况下。为了优化查找速度，OC运行时采用了以下策略：

  • 缓存 miss记录： 当慢速查找无法找到方法时，运行时会将这个 miss 记录缓存起来，以避免在后续调用中重复查找。
  • 继承缓存： 当一个子类继承父类时，子类的类对象和元类对象会继承父类的缓存内容，从而减少了查找的范围。

慢速查找的应用场景

慢速查找主要用于以下场景：

  • 未缓存的方法： 当方法未被快速查找缓存时，将使用慢速查找。
  • 动态添加的方法： 通过 objc_setAssociatedObject 等 API 动态添加的方法无法被快速查找缓存，只能通过慢速查找来访问。
  • 重写的方法： 子类重写父类方法时，子类的方法实现将覆盖父类的方法实现，此时需要使用慢速查找来查找重写后的方法。

优化慢速查找

虽然慢速查找相对于快速查找速度较慢，但仍可以通过以下方法进行优化：

  • 减少类层次结构的深度： 扁平化的类层次结构可以减少慢速查找所需的遍历次数。
  • 缓存查找结果： 将慢速查找的结果缓存起来，以避免重复查找。
  • 使用高效的数据结构： OC运行时使用哈希表来存储方法信息，这可以显著提高查找速度。

总结

慢速查找是 OC 运行时方法查找机制的一个重要组成部分，用于查找未被缓存的方法实现。虽然比快速查找慢，但通过采用缓存 miss 记录和继承缓存等优化策略，可以最大程度地减少性能开销。理解慢速查找的机制对于优化 Objective-C应用程序的性能至关重要。