深入剖析 msgSend 底层方法的快速查找缓存

2023-12-08 07:02:31

一、方法调用的本质

在 Objective-C 中，方法调用本质上是通过 objc_msgSend 函数来实现的。objc_msgSend 函数需要两个参数：消息接收者和 sel + 参数。消息接收者是指要调用方法的对象，sel 是一个指向方法选择器（Selector）的指针，参数是方法调用的参数列表。

当我们调用一个方法时，编译器会将方法调用转换为 objc_msgSend 函数调用。例如，以下代码：

[object someMethodWithArgument:argument];

会被编译成类似以下的代码：

objc_msgSend(object, @selector(someMethodWithArgument:), argument);

二、方法查找缓存

为了提高方法调用的性能，Objective-C 引入了方法查找缓存。方法查找缓存是一个临时存储器，用于存储最近调用的方法的信息。当一个方法被调用时，系统会首先在方法查找缓存中查找该方法。如果找到，则直接从缓存中获取方法信息，而无需进行耗时的查找操作。

方法查找缓存是一个非常重要的性能优化机制。它可以大大减少方法调用的时间，特别是对于那些经常被调用的方法。

三、缓存策略

方法查找缓存的缓存策略是一个比较复杂的问题。系统需要在缓存大小和命中率之间找到一个平衡点。缓存大小越大，命中率越高，但同时也会消耗更多的内存。因此，系统需要根据实际情况来调整缓存大小。

在 macOS 上，方法查找缓存的大小可以通过 sysctl 命令来查询：

sysctl vm.look_aside_cache.method

在 iOS 上，方法查找缓存的大小可以通过 NSGetSizeAndCount 函数来查询：

size_t size;
NSUInteger count;
NSGetSizeAndCount(NSClassFromString(@"NSClass"), &size, &count);

四、性能优化

我们可以通过一些方法来优化方法调用的性能：

尽量使用本地方法。本地方法是指在当前类中定义的方法。本地方法的调用速度比继承方法和父类方法的调用速度更快。
尽量避免使用动态方法。动态方法是指在运行时动态创建的方法。动态方法的调用速度比静态方法的调用速度慢。
尽量使用缓存。我们可以使用 NSCache 类来缓存方法调用的结果。这样可以避免重复调用相同的方法。
尽量使用 inline 函数。inline 函数是指在编译时直接展开函数体，而不是在运行时调用函数。inline 函数的调用速度比普通函数的调用速度更快。