问题：Runtime如何通过selector找到对应的IMP地址

2020-08-19 本文已影响0人姜小舟

一、概述

对于实例方法，每个实例的 isa 指针指向着对应类对象，而每一个类对象中都一个对象方法列表。
对于类方法，每个类对象的 isa 指针都指向着对应的元对象，而每一个元对象中都有一个类方法列表。
方法列表中记录着方法的名称，方法实现，以及参数类型，其实 selector 本质就是方法名称，通过这个方法名称就可以在方法列表中找到对应的方法实现。
当我们发送一个消息给一个NSObject对象时，这条消息会在对象的类对象方法列表里查找
当我们发送一个消息给一个类时，这条消息会在类的Meta Class对象的方法列表里查找

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
    Class super_class                                        
    const char *name                                         
    long version                                             
    long info                                                
    long instance_size                                       
    struct objc_ivar_list *ivars                             
    struct objc_method_list **methodLists                    
    struct objc_cache *cache                                 
    struct objc_protocol_list *protocols                     
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;
#这里声明了一个指向struct objc_method_list指针的指针，可以包含类方法列表和实例方法列表

二、具体实现

在寻找IMP的地址时，runtime提供了两种方法:

IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL name);
IMP method_getImplementation(Method m);

根据官方描述，第一种方法可能会更快一些
@note \c class_getMethodImplementation may be faster than \c method_getImplementation(class_getInstanceMethod(cls, name)).

2.1、 IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL name)

对于第一种方法而言，类方法和实例方法实际上都是通过调用class_getMethodImplementation()来寻找IMP地址的，不同之处在于传入的第一个参数不同（假设有一个类A）

`类方法`
class_getMethodImplementation(objc_getMetaClass("A"),@selector(methodName));

`实例方法`
class_getMethodImplementation([A class],@selector(methodName));

通过该传入的参数不同，找到不同的方法列表，方法列表中保存着下面方法的结构体，结构体中包含这方法的实现，selector本质就是方法的名称，通过该方法名称，即可在结构体中找到相应的实现。
Selector、Method 和 IMP 的关系可以这样描述：
在运行期分发消息，方法列表中的每一个实体都是一个方法（Method），它的名字叫做选择器（SEL），对应着一种方法实现（IMP）。

/// An opaque type that represents a method in a class definition.
typedef struct objc_method *Method;

struct objc_method {
    SEL method_name; // 方法选择器。
    char *method_types; // 存储着方法的参数类型和返回值类型。
    IMP method_imp; // 函数指针。
}

2.2、 IMP method_getImplementation(Method m);

而对于第二种方法而言，传入的参数只有method，区分类方法和实例方法在于封装method的函数

`类方法`
Method class_getClassMethod(Class cls, SEL name)

`实例方法`
Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL name)

`最后调用`
IMP method_getImplementation(Method m)
`获取IMP地址`

2.3 两种方法代码示例

这里有一个叫Test的类，在初始化方法里，调用了三次getIMPFromSelector:自定义方法，第一个aaa方法是不存在的，test1和test2分别为实例方法和类方法

#import "Test.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation Test
- (instancetype)init {
    self = [super init];
    if (self) {
        [self getIMPFromSelector:@selector(aaa)];
        [self getIMPFromSelector:@selector(test1)];
        [self getIMPFromSelector:@selector(test2)];
    }
    return self;
}

- (void)test1 {
    NSLog(@"test1");
}

+ (void)test2 {
    NSLog(@"test2");
}

- (void)getIMPFromSelector:(SEL)aSelector {
    NSLog(@"第一种 IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL name)")
    NSLog(@"实例方法")
    IMP insttanceIMP1 = class_getMethodImplementation(objc_getClass("Test"), aSelector);
    NSLog(@"类方法")
    IMP classIMP1 = class_getMethodImplementation(objc_getMetaClass("Test"), aSelector);
    

    NSLog(@"第二种 IMP method_getImplementation(Method m)")
    NSLog(@"实例方法")
    Method insttanceMethod = class_getInstanceMethod(objc_getClass("Test"), aSelector);
    IMP insttanceIMP2 = method_getImplementation(insttanceMethod);
    NSLog(@"类方法")
    Method classMethod1 = class_getClassMethod(objc_getClass("Test"), aSelector);
    IMP classIMP2 = method_getImplementation(classMethod1);
    NSLog(@"类方法")
    Method classMethod2 = class_getClassMethod(objc_getMetaClass("Test"), aSelector);
    IMP classIMP3 = method_getImplementation(classMethod2);
    
    NSLog(@"insttanceIMP1:%p insttanceIMP2:%p classIMP1:%p classIMP2:%p classIMP3:%p", insttanceIMP1, insttanceIMP2, classIMP1, classIMP2, classIMP3);    
}

@end

然后我实例化了Test的对象，打印信息如下

Test *objc = [[Test alloc] init];

insttanceIMP1:0x7fff50ba5080 insttanceIMP2:0x0         classIMP1:0x7fff50ba5080 classIMP2:0x0         classIMP3:0x0
insttanceIMP1:0x10ebbac90    insttanceIMP2:0x10ebbac90 classIMP1:0x7fff50ba5080 classIMP2:0x0         classIMP3:0x0
insttanceIMP1:0x7fff50ba5080 insttanceIMP2:0x0         classIMP1:0x10ebbacc0    classIMP2:0x10ebbacc0 classIMP3:0x10ebbacc0

在调用第一种方法IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL name)时，无法找到对应实现时返回的相同的一个地址0x7fff50ba5080，无论该方法是在实例方法或类方法，返回的地址都是相同的（但是每次运行该程序时返回的地址并不相同）；
在调用第二种方法IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL name)时，如果找不到对应的实现，则返回0x0。

还有一点有趣的是：

调用class_getClassMethod()的第一个参数无论传入objc_getClass()还是objc_getMetaClass()，最终调用method_getImplementation()都可以成功的找到类方法的实现。
调用class_getInstanceMethod()的第一个参数如果传入objc_getMetaClass()，再调用method_getImplementation()时无法找到实例方法的实现，可以找到类方法的实现。

问题：Runtime如何通过selector找到对应的IMP地址

一、概述

二、具体实现

2.1、 IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL name)

2.2、 IMP method_getImplementation(Method m);

2.3 两种方法代码示例

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