追根溯源——探索 iOS 类的底层原理（三）：cache_t

在上一篇探索中，我们了解了 iOS 类的底层原理，重点关注了四个重要属性中的前两个。现在，我们继续前进，深入研究第三个属性：cache_t。cache_t 是一个非常重要的属性，可以帮助我们理解苹果在缓存设计和消息发送方面的考量。

cache_t 概述

从源码定义中可以看出，cache_t 实际上缓存的是指向方法实现的指针。这是苹果为了优化消息发送而做的一个设计。消息发送是 Objective-C 中非常重要的一个概念，它允许我们通过对象来调用方法。

当我们发送一条消息时，编译器会根据接收者的类型和方法名来查找对应的实现。这是一个非常耗时的过程，尤其是当我们发送的消息非常频繁时。为了解决这个问题，苹果在 Objective-C 中引入了缓存机制。

cache_t 属性是一个指向缓存的指针。这个缓存中存储着最近发送的消息及其对应的实现。当我们再次发送同一条消息时，编译器会先检查缓存中是否有对应的实现。如果有，则直接使用缓存中的实现。如果没有，则按照常规的查找过程查找实现。

cache_t 的设计与实现

cache_t 属性的设计非常巧妙。它使用了一个哈希表来存储消息和实现的映射关系。哈希表是一种非常高效的数据结构，它允许我们根据键值快速地查找对应的值。

在 Objective-C 中，消息是通过消息选择器来识别的。消息选择器是一个由类名、方法名和参数类型组成的字符串。当我们发送一条消息时，编译器会根据消息选择器来计算哈希值。然后，它会使用这个哈希值来查找对应的缓存条目。

如果缓存中存在对应的条目，则直接使用缓存中的实现。否则，编译器会按照常规的查找过程查找实现。这个过程非常快，因为它只需要查找一次。

cache_t 的优点

cache_t 属性的设计带来了很多优点。首先，它可以显著提高消息发送的性能。其次，它可以减少内存的使用，因为不需要为每个方法都分配单独的内存空间。第三，它可以简化代码，因为不需要显式地管理缓存。

cache_t 的局限性

cache_t 属性虽然有许多优点，但也有一个局限性。那就是它只适用于实例方法。对于类方法，cache_t 属性不起作用。这是因为类方法不需要缓存，因为它们不会被频繁地调用。

总结

cache_t 属性是 Objective-C 中一个非常重要的属性。它可以帮助我们理解苹果在缓存设计和消息发送方面的考量。cache_t 属性的设计非常巧妙，它使用了一个哈希表来存储消息和实现的映射关系。这个哈希表非常高效，它允许我们根据键值快速地查找对应的值。cache_t 属性带来了很多优点，包括提高消息发送的性能、减少内存的使用和简化代码。然而，cache_t 属性也有一个局限性，那就是它只适用于实例方法。