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深入浅出，解析 iOS 中 objc_msgSend 动态方法决议
IOS
2023-12-31 12:10:39
前言
在 iOS 开发中，objc_msgSend 扮演着至关重要的角色，它是 Objective-C 消息发送机制的核心。它允许对象在运行时动态解析方法调用，实现代码的灵活性、可扩展性和面向对象编程的精髓。本文将深入浅出地解析 iOS 中 objc_msgSend 动态方法决议机制，帮助开发者深入理解 Objective-C 消息发送机制。
动态方法决议
消息发送机制概述
Objective-C 中的方法调用通过消息发送机制实现，它是一种在运行时动态解析方法调用的机制。当一个对象收到消息时，系统会根据接收者的类和方法名查找并调用相应的方法实现。这种动态性提供了高度的灵活性，允许开发者在运行时添加、修改或替换方法，而无需修改源代码。
objc_msgSend
objc_msgSend 是 Objective-C 中发送消息的核心函数。它接收接收者对象、方法选择器和任意数量的参数，并在运行时动态解析方法调用。objc_msgSend 的工作流程如下：
- 消息接收者： objc_msgSend 的第一个参数指定消息接收者，它可以是任何对象实例。
- 方法选择器： objc_msgSend 的第二个参数指定方法选择器，它是一个字符串，表示要调用的方法名。
- 方法查找： 系统根据消息接收者的类和方法选择器查找相应的方法实现。这个过程称为方法查找，涉及到消息发送缓存、类方法列表和父类遍历。
- 方法绑定： 一旦找到方法实现，系统会将方法选择器与方法实现绑定在一起。这个过程称为方法绑定，它确保在以后对该方法的调用中直接跳转到方法实现，而无需进行重复查找。
- 方法调用： objc_msgSend 最终调用找到的方法实现，传递给它的参数作为方法的参数。
动态方法查找
动态方法查找是 objc_msgSend 的核心，它允许在运行时查找和绑定方法实现。这个过程涉及以下步骤：
- 消息发送缓存： 系统维护一个消息发送缓存，它存储了最近调用的方法实现。如果当前消息在缓存中，系统将直接跳转到该方法实现，而无需进一步查找。
- 类方法列表： 每个类都有一个方法列表，其中包含该类实现的所有方法。系统将搜索接收者类的消息列表以查找匹配的方法选择器。
- 父类遍历： 如果在接收者类的消息列表中找不到匹配的方法，系统将遍历接收者的父类，直到找到匹配的方法选择器或到达根类为止。
- 协议方法： 如果在接收者类的层次结构中找不到匹配的方法，系统将搜索接收者实现的协议中是否包含该方法。
动态方法绑定
一旦找到方法实现，系统会将方法选择器与方法实现绑定在一起。这个过程称为方法绑定，它涉及以下步骤：
- 方法实现指针： 系统将方法实现的地址存储在一个称为方法实现指针的特殊结构中。
- 选择器哈希表： 每个类都有一个选择器哈希表，它存储了方法选择器与相应方法实现指针之间的映射。
- 方法绑定： 当系统找到方法实现时，它将方法选择器添加到接收者类的选择器哈希表中，并将其指向方法实现指针。
- 缓存绑定： 系统还将方法绑定缓存在消息发送缓存中，以提高后续对该方法的调用速度。
性能优化
动态方法决议是一个性能开销比较大的操作，尤其是在频繁调用方法的情况下。为了优化性能，可以采用以下策略：
- 使用内联方法： 如果可能，应该使用内联方法，它可以在编译时将方法调用解析为直接调用，从而避免动态方法查找和绑定的开销。
- 减少方法调用： 减少不必要的或冗余的方法调用可以显著提高性能。
- 缓存消息： 使用消息缓存可以避免重复的方法查找和绑定，从而提高性能。
- 优化方法实现： 优化方法实现本身可以提高方法调用的整体性能。
总结
objc_msgSend 动态方法决议是 Objective-C 消息发送机制的核心，它提供了高度的灵活性、可扩展性和面向对象编程的精髓。通过了解 objc_msgSend 的工作原理、消息发送过程、动态方法查找和绑定过程，开发者可以深入理解 Objective-C 消息发送机制，并优化其应用程序的性能。
