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探索Runtime底层原理(一):方法查找的奥秘
IOS
2023-09-06 09:15:46
Runtime，作为iOS开发中的重要基石，其底层原理一直是广大开发者探索的奥秘。在本次旅程中，我们将深入探究Runtime中的方法查找机制，揭开其背后的运作原理。
Runtime简介
Runtime是Objective-C运行时的核心部分，它负责动态语言特性的实现，包括动态类型检查、动态消息发送和方法查找等。Runtime本质上是一个大型的C函数库，提供了一系列强大的API，允许开发者在运行时操作Objective-C对象、类和方法。
方法查找
方法查找是Runtime最核心的功能之一。当一个对象收到消息时，Runtime负责查找该消息对应的实现方法。这个过程看似简单，但其实涉及到一系列复杂的操作。
CacheLookup宏
Runtime使用了一个名为CacheLookup的宏来加速方法查找。CacheLookup宏通过查找一个预先计算的查找表，快速确定方法实现的地址。这个查找表存储在每个类的元类中，包含了该类所有方法的地址。
#define CacheLookup(cls, sel) *(*(typeof(CacheLookup(cls, sel))) * *objc_msgLookup((Class)cls, sel))
查找过程
如果CacheLookup失败，Runtime将使用更全面的方法查找过程：
- 查找类方法列表： Runtime从目标类的类方法列表中开始查找。如果找到匹配的方法，则返回该方法地址。
- 查找父类方法列表： 如果在类方法列表中找不到方法，Runtime将继续在父类的方法列表中查找。这个过程递归进行，直到达到根类NSObject。
- 查找协议方法列表： 如果在父类中找不到方法，Runtime将检查目标类是否遵循任何协议。如果找到匹配的协议方法，则返回该方法地址。
- 查找分类方法列表： 如果在协议中找不到方法，Runtime将继续在目标类的分类方法列表中查找。如果找到匹配的方法，则返回该方法地址。
- 方法未找到： 如果在所有这些步骤中都找不到方法，则Runtime会抛出NSInvalidArgumentException异常。
实例
为了更好地理解方法查找过程，让我们考虑以下示例：
@interface Person : NSObject
- (void)sayHello;
@end
@implementation Person
- (void)sayHello {
NSLog(@"Hello world!");
}
@end
当我们向Person对象发送sayHello消息时，Runtime会按照以下步骤查找方法实现：
- 在Person类的类方法列表中查找sayHello方法。
- 由于Person类没有父类，所以不会进行父类查找。
- Person类也没有遵循任何协议。
- Person类也没有任何分类。
- 由于在任何步骤中都没有找到方法，Runtime会抛出NSInvalidArgumentException异常。
总结
方法查找是Runtime的重要组成部分，它负责动态地查找消息对应的实现方法。Runtime使用CacheLookup宏和全面的查找过程来提高效率和准确性。通过了解方法查找的原理，我们可以更好地理解Runtime的工作原理，并编写出更健壮的代码。
