iOS 内核深挖第 09 期：慢速方法查找的实现原理
2024-02-19 22:40:36
今天，我将继续探索 iOS 底层的秘密，这次我们将重点放在「慢速方法查找」上。
了解方法查找机制对于理解 Objective-C 消息传递系统至关重要，而「慢速方法查找」是 Objective-C 消息传递系统中的一种重要机制，它允许在运行时查找方法，即使这些方法没有被静态绑定到类或实例上。
在本文中，我将首先介绍 Objective-C 消息分发和动态绑定机制的基础知识，然后深入探讨「慢速方法查找」的实现原理，最后总结一下它的优缺点。
Objective-C 消息分发和动态绑定
在 Objective-C 中，当一个对象收到一条消息时，系统会通过消息分发机制来找到并执行相应的方法。消息分发机制是一个非常复杂的系统，但它的基本原理很简单：
- 系统首先会在接收消息的对象中查找该方法。
- 如果在接收消息的对象中找不到该方法，系统会继续在该对象的父类中查找。
- 如果在该对象的父类中也找不到该方法，系统会继续在该对象的父类的父类中查找，以此类推。
这个过程一直持续到系统找到该方法或者到达 NSObject 类为止。如果系统到达 NSObject 类仍然找不到该方法，则会引发一个异常。
Objective-C 的动态绑定机制允许在运行时绑定方法到类或实例上。这意味着可以在程序运行时更改一个对象的方法实现，而无需重新编译和链接程序。
动态绑定是通过使用消息分发机制来实现的。当系统在查找方法时，它会检查接收消息的对象的类是否实现了该方法。如果实现了该方法，则系统会直接执行该方法。如果接收消息的对象的类没有实现该方法，则系统会继续在该对象的父类中查找，以此类推。
动态绑定机制非常强大，它允许在运行时修改应用程序的行为，而无需重新编译和链接程序。这使得 Objective-C 成为一种非常灵活的语言，非常适合用于开发动态应用程序。
「慢速方法查找」的实现原理
「慢速方法查找」是 Objective-C 消息传递系统中的一种特殊机制，它允许在运行时查找方法，即使这些方法没有被静态绑定到类或实例上。
「慢速方法查找」的原理是通过使用一个叫做「方法缓存」的数据结构。方法缓存是一个哈希表，它将方法选择器作为键，将方法实现作为值。
当一个对象收到一条消息时，系统首先会在方法缓存中查找该方法。如果在方法缓存中找到了该方法，则系统会直接执行该方法。如果在方法缓存中找不到该方法，则系统会使用「慢速方法查找」机制来查找该方法。
「慢速方法查找」机制的实现原理是通过遍历接收消息的对象的所有父类，并检查每个父类是否实现了该方法。如果找到了该方法，则系统会将该方法添加到方法缓存中，然后执行该方法。
如果在接收消息的对象的所有父类中都没有找到该方法，则系统会引发一个异常。
「慢速方法查找」的优缺点
「慢速方法查找」机制有以下优点：
- 它允许在运行时查找方法，即使这些方法没有被静态绑定到类或实例上。
- 它使得 Objective-C 成为一种非常灵活的语言，非常适合用于开发动态应用程序。
「慢速方法查找」机制也有以下缺点：
- 它比静态方法查找要慢。
- 它可能导致性能问题，尤其是在频繁使用动态方法调用的情况下。
总结
「慢速方法查找」是 Objective-C 消息传递系统中的一种重要机制，它允许在运行时查找方法，即使这些方法没有被静态绑定到类或实例上。
「慢速方法查找」机制有其优点和缺点，在使用时需要权衡利弊。
