objc_class 中 cache 原理深度解析：sel-imp 缓存机制揭秘

引言

在 iOS 底层开发中，objc_class 结构体扮演着至关重要的角色。它承载着类的元数据，为运行时提供了类的基本信息。本篇文章将深入探索 objc_class 中的 cache 原理，重点关注 sel-imp 缓存机制，揭开其内部运作方式的神秘面纱。

理解 cache_t

objc_class 中的 cache_t 是一种缓存数据结构，用于存储已被调用的方法的 selector（选择器）和 IMP（方法实现）对。当首次调用某个方法时，系统会将该方法的 selector 和 IMP 添加到 cache_t 中，以便后续调用时直接从缓存中获取，从而提升性能。

cache_t 的数据结构如下：

struct cache_t {
    IMP *entries;
    uint32_t mask;
    uint32_t shift;
    uint32_t capacity;
    uint32_t size;
};

• entries： 指向缓存条目的指针数组。每个条目包含一个 IMP，对应于一个 selector。
• mask： 用于计算缓存索引的掩码。
• shift： 用于将 selector 哈希值转换为缓存索引的位移。
• capacity： 缓存的容量，即条目数量。
• size： 缓存中已使用的条目数量。

sel-imp 缓存机制

当调用某个方法时，系统会根据 selector 计算一个哈希值，并使用掩码和位移将其转换为缓存索引。如果缓存中存在该索引对应的条目，则直接返回该条目的 IMP，无需再进行方法查找。否则，系统会进行完整的方法查找过程，并将其添加到缓存中。

缓存优化

iOS 系统针对 sel-imp 缓存进行了优化，以提升性能：

• 哈希计算： selector 的哈希计算采用了快速且有效的算法，以最大程度减少冲突。
• 缓存大小： 缓存的大小经过精心调整，可以容纳常用的方法，同时避免缓存过大带来的开销。
• 自适应调整： 当缓存大小不足以容纳新方法时，系统会自动调整缓存容量，以提高命中率。

应用示例

了解 sel-imp 缓存机制对于优化 iOS 应用程序的性能至关重要。例如，在调用频繁的方法中使用内联函数，可以避免不必要的缓存查找和方法查找，从而提升执行效率。

结论

objc_class 中的 cache_t 是 iOS 底层运行时的重要组成部分。理解 sel-imp 缓存机制对于深入了解 Objective-C 方法调用的内部原理至关重要。通过利用缓存优化，开发者可以编写出更高效、更响应的应用程序。