揭秘OC底层奥秘：从cache到objc_msgSend的深层探索
2023-11-20 23:08:56
探索 Objective-C 方法缓存的奥秘
Objective-C (ObjC) 是一种动态语言，它的运行时机制赋予了它强大的灵活性和可扩展性。方法缓存是 ObjC 运行时中一个至关重要的组件，它在方法查找和调用中发挥着关键作用。了解方法缓存的工作原理对于深入理解 ObjC 底层机制至关重要。
方法缓存的本质
方法缓存是与类关联的数据结构，它存储了该类中的所有方法信息。当一个对象发送一条消息时，ObjC 运行时会搜索方法缓存以找到与该消息选择器相对应的实现。如果在方法缓存中找到了方法，则直接执行该实现；否则，运行时会向上搜索父类的方法缓存，直到找到该方法或达到根类 NSObject。
方法插入过程
方法在类加载时被插入到缓存中。当编译器编译一个类时，它会生成一个包含该类所有方法信息的符号表。然后，当类被加载到内存中时，ObjC 运行时会遍历符号表，并为每个方法创建一个方法符。这个方法符包含指向方法实现的指针，以及有关方法类型、参数和返回值的信息。然后，方法描述符被插入到该类的缓存中。
方法调用的奥秘
objc_msgSend 是 ObjC 中用于发送消息的关键函数。当一个对象收到一条消息时，objc_msgSend 会被调用来执行该消息。以下是 objc_msgSend 的工作原理：
- 查找接收者的类。
- 在接收者类的缓存中搜索消息选择器。
- 如果在缓存中找到了消息选择器，则调用相应的函数指针。
- 如果在缓存中未找到消息选择器，则搜索父类的方法缓存，直到找到消息选择器或达到根类
NSObject。
如果在任何类中都找不到消息选择器，objc_msgSend 将返回 nil，并引发“未识别的选择器”异常。
代码示例
以下代码示例演示了方法缓存和 objc_msgSend 如何协同工作：
#import <objc/runtime.h>
@interface MyClass : NSObject
- (void)myMethod;
@end
@implementation MyClass
- (void)myMethod {
NSLog(@"Hello from myMethod!");
}
@end
int main() {
// 创建一个 MyClass 对象
MyClass *myObject = [[MyClass alloc] init];
// 使用 objc_msgSend 调用 myMethod
objc_msgSend(myObject, @selector(myMethod));
return 0;
}
当我们运行这段代码时，objc_msgSend 会搜索 MyClass 的缓存来查找 myMethod 消息选择器。由于 myMethod 已在类定义中实现，因此它将被插入缓存中。
当 objc_msgSend 在缓存中找到 myMethod 时，它将调用与 myMethod 关联的函数指针。这将导致 NSLog 语句被打印到控制台。
结论
理解 ObjC 方法缓存及其与 objc_msgSend 的交互对于深入了解 ObjC 的运行时机制至关重要。通过掌握这些概念，我们可以编写出高效且可维护的 ObjC 代码。
常见问题解答
-
方法缓存的存储位置是什么？
方法缓存存储在与类关联的cache_t结构中。 -
方法描述符包含哪些信息？
方法描述符包含指向方法实现的指针，以及有关方法类型、参数和返回值的信息。 -
如果在方法缓存中找不到消息选择器会发生什么？
如果在方法缓存中找不到消息选择器，objc_msgSend将搜索父类的方法缓存，直到找到消息选择器或达到根类NSObject。 -
在什么情况下会引发“未识别的选择器”异常？
如果在任何类中都找不到消息选择器，则会引发“未识别的选择器”异常。 -
理解方法缓存的优势是什么？
理解方法缓存的优势在于它可以帮助我们编写出高效且可维护的 ObjC 代码，并深入了解 ObjC 的运行时机制。
