iOS中消息机制

OC语言是C语言的超集，C语言有个特点就是在编译期间就已经确定了对应的被调用的方法，行业术语是以静态绑定的方式进行地址定位，而调用方法以硬编码的形式存储，某种程度上也侧面说明其运行效率高。而OC语言的方法调用采用向对象发送消息的形式进行，所以对于方法的调用并不能在编译期间确定方法的所处内存地址。

给对象发送消息是通过objc_msgSend(_cmd, sel, ...)方法进行的，所以每个对象接收者都会存一张方法表，如果该表中含有存储的方法，此时会直接跳到方法实现中执行相应的方法体。假如每次都查找类中所存储的方法表，那么势必会影响方法执行的效率。为此，OC在每个类中都添加了一个方法缓存表（fast map），这样就能将第一次查找的方法存储在缓存表里，下次需要用的时候直接从缓存表里直接拿到方法体，以保证正常的方法调用效率。

在理解消息转发之前，先了解一下OC中的对象

在OC中对象分为三类，分别是实例对象、类对象以及元类对象，这三类对象之间是有联系的。从isa指针指向来说的话，实例对象的isa指针指向类对象，类对象的isa指针指向元类对象，元类对象的isa指针指向基类元类对象。因为OC中类实质是一个结构体，除了isa指针，还包含superclass指针（实质都是NSObject的对象），还包含属性方法表等。类是对数据以及方法的封装，所以这三者的关系链也就由isa指针链接起来了。

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isa指针的实际应用

不如说一个场景，如果调用类Class_a中的方法method_a，此时系统会通过实例对象中的isa指针找到类对象，然后通过查找在类对象中存储的方法表，找到要执行的方法。同理，如果要调用类Class_a中的类方法class_method_a，此时系统会通过类对象中的isa指针找到当前类的元类对象，然后通过元类对象中的方法表找到对应的类方法，进而调用。

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所以类对象存储了实例对象的相关的属性方法信息，元类对象存储了类对象的相关的属性方法信息。调用链也是沿着类信息存储方向进行调用的。

superclass 指针的作用

类中存储的superclass是用来指向继承关系的父类对象的，依旧说场景。

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• 如果想要调用Student实例对象的基类Person对象方法，调用过程是什么样的呢？

首先会通过Student实例对象的isa指针找到Student的类对象，通过查找类对象方法表存储的方法，在没有找到的情况下，通过Superclass指针找到Student的继承的类对象Person进行方法索引，找到调用其方法。

• 如果想要调用Student实例对象的NSObject对象方法，过程如何？

首先会通过Student的实例对象的isa指针找到Student的类对象，通过查找Student的类对象Person存储的方法表，不存在的话，再通过Person类对象中的isa指针找到Person的元类对象，最后查找存储在元类对象的属性方法表找到要调用的的方法，最后调用。

汇总

以下图为例说明

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• isa指向问题

• 实例对象Instance 的isa指向类对象Class
• 类对象Class的isa指针指向元类对象meta-class
• 基类的元类对象meta-class的isa指向自己

• superclass指向问题

• 类对象class的superclass指针指向父类的class类对象，如果没有父类，superclass指针为nil
• 元类对象meta-class的superclass指向父类的元类对象meta-class，基类的元类对象meta-class的superclass指向基类的类对象class（注意是基类的对象class）

• 实例对象instance调用对象方法的过程链

• 通过实例对象instance的isa指针找到类对象class，找到即调用
• 如果找不到，通过实例对象的instance中的superclass找到父类对象，通过父类对象的isa指针找到父类对象的类对象class，找到调用方法
• 如果仍然找不到，那么系统会通过消息转发机制进行消息转发，走消息转发的响应链，最后如果都没有能够处理消息的方法的话，那么会抛出unselector 的异常

• 类对象调用类方法的过程链

• 通过类对象class isa指针找到元类对象meta-class，通过存储在元类对象的方法表查找对应的方法进行调用
• 如果没有找到，那么通过class的superclass 指针找到父类superclass，然后通过父类的superclass的isa指针找到父类的元类对象super-meta-class，通过存储在父类的元类对象meta-class找到类对象进行调用。

• 关于class对象、meta-class对象的本质

class对象、meta-class对象的本质是结构体 struct objc_class.