揭秘OC底层方法调用原理，剖析iOS消息发送的奥秘

揭秘 OC 方法调用的黑魔法：深入剖析底层原理

OC 方法调用的本质

在 iOS 开发中，我们经常使用 OC 对象来组织代码并实现功能。当调用一个 OC 方法时，看似简单的操作背后却隐藏着错综复杂的底层原理。让我们踏上探秘之旅，揭开 OC 方法调用的奥秘。

OC 底层是由 C 语言实现的。当一个 OC 对象被创建时，系统会为其分配一个名为 isa 的指针，指向该对象的类对象。类对象包含了该类所有实例的元信息，包括方法实现的地址。

当我们调用一个 OC 方法时，实际执行的是 objc_msgSend 函数。objc_msgSend 是一个汇编语言编写的底层函数，它根据方法的 selector（选择器）在 isa 指向的类对象中搜索对应的方法实现。

objc_msgSend 的多面形态

objc_msgSend 函数有多种形态，用于处理不同的调用场景：

• objc_msgSend：标准的方法调用，用于调用实例方法。
• objc_msgSendSuper：用于调用父类的方法。
• objc_msgSend_stret：用于调用返回结构体的方法。
• objc_msgSend_fpret：用于调用返回浮点数的方法。

底层的消息发送逻辑

objc_msgSend 函数的底层实现使用了消息发送表（Method Lookup Table，简称 MLT）和分派表（Dispatch Table）两种数据结构。MLT 存储着类中方法的 selector 和方法实现的地址，分派表则根据方法的 selector 快速定位到 MLT 中的对应条目。

当调用一个方法时，objc_msgSend 函数首先在 MLT 中搜索对应的 selector，然后根据分派表快速定位到方法实现的地址，最后执行该方法。

系统实现二分搜索算法的奥秘

在 MLT 中搜索 selector 时，系统采用了一种巧妙的二分搜索算法。二分搜索算法是一种高效的搜索算法，它通过不断将搜索范围对半分，快速定位到目标元素。

在 OC 中，MLT 被组织成一个二叉树结构。二叉树的每个节点都存储着一个 selector 和一个方法实现的地址。objc_msgSend 函数在搜索 selector 时，通过不断比较目标 selector 和当前节点的 selector，将搜索范围对半分。如此反复，直到找到目标 selector 或搜索范围缩小到无法再分。

总结

OC 方法调用的底层原理看似复杂，但其本质却并不难理解。通过对 objc_msgSend 函数、消息发送表和分派表的分析，我们可以窥见系统是如何巧妙地实现二分搜索算法逻辑。掌握这些底层知识，有助于我们更透彻地理解 OC 语言的运行原理，并编写出更加高效的代码。

常见问题解答

1. 为什么 OC 方法调用需要使用 objc_msgSend 函数？
   objc_msgSend 函数是底层用于调用 OC 方法的汇编语言函数。它可以动态地根据方法的 selector 在运行时查找方法实现，从而实现灵活的方法调用。

2. 消息发送表和分派表是如何组织的？
   消息发送表是一个二叉树结构，每个节点存储着方法的 selector 和方法实现的地址。分派表是一个数组，其中每个元素是一个指向消息发送表中某个节点的指针。

3. 系统是如何使用二分搜索算法在消息发送表中查找方法的？
   系统通过不断比较目标 selector 和当前节点的 selector，将搜索范围对半分。如此反复，直到找到目标 selector 或搜索范围缩小到无法再分。

4. OC 方法调用是如何实现多态性的？
   多态性是通过 isa 指针实现的。当调用一个方法时，isa 指针指向调用该方法的实际对象，从而可以根据对象的类型调用正确的方法实现。

5. 如何编写更有效的 OC 方法调用代码？
   为了提高 OC 方法调用的效率，可以使用以下技巧：

   • 使用内联方法，避免通过 objc_msgSend 函数调用方法。
   • 优先使用 objc_msgSend 函数的标准形态，避免使用其他形态。
   • 避免使用 super 调用，因为这会增加一层间接调用。