iOS底层原理：深入探究类的实现与方法分发机制

IOS

2024-02-07 13:12:25

iOS底层原理：深入探究类的实现与方法分发机制

前言

在前一篇文章《iOS底层原理：类的底层原理（一）》中，我们深入探讨了isa指针指向和类的结构。在本文中，我们将继续深入探究类的底层原理，涵盖以下主题：

消息分发机制
动态绑定
关联对象

消息分发机制

消息分发机制是Objective-C中类的重要组成部分，它决定了当一个对象收到消息时如何找到并执行相应的方法。这个过程涉及以下步骤：

查找类方法表 (class method table, CMT) ：当一个对象收到消息时，编译器会查找对象的isa指针指向的类中定义的方法表。
查找方法实现 ：CMT中包含指向方法实现的指针。根据消息选择器，编译器会在CMT中查找对应的方法实现指针。
动态绑定 ：方法实现指针指向实际的方法实现。编译器会根据对象的实际类型在运行时确定具体的方法实现。

动态绑定

动态绑定是一种运行时机制，它允许在运行时根据对象的实际类型确定要调用的方法实现。这意味着一个类的子类可以重写超类的方法，而无需修改超类本身。

动态绑定通过以下方式实现：

Method Lookup Table (MLT) ：每个类都有自己的MLT，其中包含指向该类方法实现的指针。
Instance Lookup Table (ILT) ：每个对象都有自己的ILT，其中包含指向该对象所属类的MLT的指针。
调用：当一个对象收到消息时，编译器会使用对象的ILT找到相应的MLT，然后在MLT中找到正确的方法实现指针。

关联对象

关联对象是一种机制，它允许将任意数据与一个对象关联起来。这对于扩展对象的功能和存储与对象相关的自定义数据非常有用。

关联对象通过以下方式实现：

关联信息结构 (Associated Information Structure, AIS) ：AIS是一个数据结构，包含关联数据的类型、值和保留信息。
关联元数据 ：对象中有一个特殊区域，用于存储关联对象的元数据，包括AIS指针和关联键。
添加和检索 ：可以使用objc_setAssociatedObject()和objc_getAssociatedObject()函数来添加和检索关联对象。

示例代码

以下示例代码演示了关联对象的用法：

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSString *name;

@end

@implementation Person

- (instancetype)initWithName:(NSString *)name {
    if (self = [super init]) {
        objc_setAssociatedObject(self, @selector(age), @25, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
    }
    return self;
}

- (NSNumber *)age {
    return objc_getAssociatedObject(self, @selector(age));
}

@end