iOS runtime 深入浅出之三，objc_msgSend 拾遗杂谈 (7)

2023-10-31 02:41:00

前言

在上一篇文章中，我们探讨了 iOS 底层原理 runtime-object_class 拾遗基础，了解了 arm64 之后 isa 是如何使用联合体存储更多的数据，以及如何自定义和使用联合体。我们还讨论了 objc_class->cache_t cache 是一个缓存最近调用 class 的方法，当缓存剩余空间小于 16 个时，系统就会将其中一些方法从缓存中移除。

在这篇文章中，我们将继续深入探究 iOS runtime，重点关注 objc_msgSend 的工作原理，并探讨如何使用自定义联合体和 objc_class->cache_t cache 来优化应用程序的性能。

objc_msgSend 的工作原理

objc_msgSend 是 Objective-C 中用于发送消息的方法，它在运行时动态解析消息并调用相应的方法。objc_msgSend 的工作原理可以分为以下几个步骤：

查找接收者对象的类。
在接收者对象的类中查找消息选择器对应的方法。
检查方法的访问权限并确保调用者有权访问该方法。
为方法的参数分配内存。
将参数压入栈中。
将接收者对象压入栈中。
调用方法。
将方法的返回值压入栈中。
从栈中弹出参数和接收者对象。
返回方法的返回值。

自定义联合体和 objc_class->cache_t cache 的使用

正如我们在上一篇文章中提到的，我们可以通过自定义联合体来扩展 objc_class 结构体，从而存储更多的数据。例如，我们可以定义一个名为 MyClass 的类，并使用一个名为 myData 的联合体来存储一些自定义数据：

@interface MyClass : NSObject {
    union {
        Class isa;
        struct {
            unsigned int reserved : 16;
            unsigned int bits : 16;
        } bits;
    } _myData;
}

@property (nonatomic, assign) NSUInteger myData;

@end

在上面的代码中，_myData 联合体包含两个成员：isa 和 bits。isa 成员指向类的 isa 指针，而 bits 成员是一个包含两个 16 位整数的结构体。我们可以使用 myData 属性来访问和修改联合体中的数据。

我们还可以使用 objc_class->cache_t cache 来缓存最近调用 class 的方法。这可以提高方法调用的性能，因为系统不需要每次都搜索类的方法列表。我们可以使用以下代码来访问和修改 cache：

objc_class->cache_t *cache = objc_getClassCache();

cache 指针指向一个包含多个缓存行的数组，每个缓存行包含一个方法选择器和一个指向方法的指针。我们可以使用以下代码来向缓存中添加一个方法：

objc_setMethodInCache(cache, selector, method);

selector 参数是方法选择器，method 参数是指向方法的指针。

性能优化

我们可以通过自定义联合体和 objc_class->cache_t cache 来优化应用程序的性能。例如，我们可以使用联合体来存储一些经常访问的数据，这样就可以避免多次调用 getter 和 setter 方法。我们还可以使用 cache 来缓存最近调用 class 的方法，这样就可以提高方法调用的性能。