iOS 底层探索之 Runtime（三）：_lookUpImpOrForward 慢速查找分析

2024-02-01 07:51:18

iOS 底层探索：_lookUpImpOrForward 慢速查找剖析

简介

在 iOS 的运行时环境中，消息发送是至关重要的一个环节。在上一篇文章中，我们深入探讨了快速查找缓存这一消息发送的优化机制。本篇博文将继续我们的旅程，深入分析 _lookUpImpOrForward 慢速查找流程，它负责在缓存中找不到消息实现时进行查找。

_lookUpImpOrForward

当快速查找缓存未能命中时，Runtime 就会触发 _lookUpImpOrForward 慢速查找。这个过程相对复杂，涉及到遍历类层次结构和检查方法选择器。

流程概述

获取接收者类的元类。
遍历接收者类及其所有父类和扩展。
对于每个类，检查是否存在与选择器匹配的方法实现。
如果找到匹配的实现，返回它。
如果遍历完所有父类和扩展仍未找到实现，尝试转发消息（可选）。

代码示例

IMP _lookUpImpOrForward(id receiver, SEL selector) {
    Class cls = object_getClass(receiver);
    while (cls) {
        IMP imp = class_getMethodImplementation(cls, selector);
        if (imp) {
            return imp;
        }
        cls = class_getSuperclass(cls);
    }
    return NULL;
}

遍历类层次结构

_lookUpImpOrForward 使用一个循环遍历接收者类的所有父类，直到找到超类或找到方法实现。这个过程确保了在层次结构中彻底搜索所有可能的匹配方法。

检查方法选择器

对于每个类，_lookUpImpOrForward 使用 class_getMethodImplementation 函数检查是否存在与选择器匹配的方法实现。这个函数将选择器与类的所有方法进行比对，并返回匹配的实现。

转发消息（可选）

如果没有找到匹配的实现，_lookUpImpOrForward 可以选择转发消息。这一特性允许在不直接实现的情况下处理消息，通常用于动态方法解析或消息转发。

优化考虑

对于性能至上的场景，可以考虑一些优化措施来提升 _lookUpImpOrForward 的效率：

缓存查找结果： 将最近的查找结果缓存起来，避免重复查找。
使用元编程： 借助元编程技术，在创建类时生成方法实现缓存。
限制搜索范围： 只遍历与接收者类相关的父类和扩展，而非整个类层次结构。

总结

_lookUpImpOrForward 是 iOS Runtime 消息发送机制的关键组成部分，负责在快速查找缓存中找不到消息实现时进行慢速查找。它通过遍历类层次结构和检查方法选择器，确保找到正确的消息实现或转发消息。理解这一过程对于深入掌握 iOS 的消息发送机制至关重要。

常见问题解答

快速查找缓存和慢速查找的区别是什么？
- 快速查找缓存是一种优化机制，可以快速查找消息实现。慢速查找则在缓存中找不到实现时使用，需要遍历类层次结构。
为什么需要慢速查找？
- 当消息实现不在快速查找缓存中时，就需要慢速查找来彻底搜索类层次结构，找到正确的实现。
如何优化慢速查找？
- 缓存查找结果、使用元编程和限制搜索范围都是优化慢速查找的有效方法。
转发消息的用途是什么？
- 转发消息允许在不直接实现的情况下处理消息，通常用于动态方法解析或消息转发。
如何使用_lookUpImpOrForward？
- _lookUpImpOrForward 一般由 Runtime 内部使用。开发者可以通过使用 object_getClass 和 class_getMethodImplementation 函数自己实现类似的查找功能。