理解消息发送(objc_msgSend)

我们经常会讲Objetive-C是动态语言.那么究竟什么是动态呢?它和C这样的静态语言究竟什么不同呢?

---

在Objetive-C里,调用方法,也叫做消息传递(pass a message),消息有名称(name)和选择子(selector),可以接受参数,而且可能还有返回值.

由于Objetive-C是C语言的超集,所以,我们先来看下C语言的函数调用方式,C语言使用静态绑定(static binding),也就是在编译期就能决所调用的函数,以下是代码示例:

void func1(){
    printf("call func1");
}
void func2(){
    printf("call func2");
}
void doTheThing(int type){
    if (type == 0) {
         func1();
    }else{
        func2();
    }
}

编译器在编译代码时,已经知道程序中func1和func2两个函数了,函数是硬编码在指令之中,如果把刚才的代码改成下面这样,会怎么样呢?

void func1(){
    printf("call func1");
}

void func2(){
    printf("call func2");
}

void doTheThing(int type){
    void (*func)();
    if (type == 0) {
        func = func1;
    }else{
        func = func2;
    }
}

这就用到动态绑定了,因为要调用的函数的直到运行时才确定,待调用的函数无法硬编码在指令中.

在Objetive-C中,如果向对象传递消息,那就会使用动态绑定机制来决定要调用的方法,在底层,所有的方法都是底层C函数,对象收到消息后,调用哪个方法完全有运行期决定,甚至可以再程序运行时改变,这就是Objetive-C成为动态语言的原因.

给someobject对象发送消息可以这样写:

id returenValue = [someobject messageName:paramter];

someobject成为接受者(receive), messageName成为选择子(selector),选择子和参数结合起来成为方法(message),编译器看到此条消息后,会将其转化为标准的C语言调用,所调用的函数就是消息传递机制的核心函数,叫做objc_msgSend,其原型如下:

 void objc_msgSend(id self SEL cmd ...);

这是个参数可变的函数,第一个参数是接受者,第二个参数是选择子,SEL是选择子类型,后续参数就是消息中的那些参数,顺序不变,选择子指的是方法的名字,编译器会把刚才的消息转化为如下函数:

id  returnValue = objc_msgSend(someObject,@selector(messageName:),paramter)

objc_msgSend函数会根据接受者和选择子的类型来调用适当的方法,为了完成此操作,该方法需要在所属的类中寻找其"方法列表",如果能找到和选择字方法相同的方法,那么就跳转至此方法,如果找不到,那就沿着继承体系向上找,等找到合适方法再跳转,如果找不到到就要执行消息转发(message forwarding)操作.

如果每次objc_msgSend函数都这样执行,那么效率会慢不少,所以objc_msgSend会将匹配结果缓存在快速映射表中,每个类都有一块这样的缓存,如果稍后继续向该类发送相同的消息,那么会快很多,虽然仍然比不上静态绑定,但已经不会拖后腿了.