深入浅出Runtime (三)Runtime的消息机制

2021-08-04  本文已影响0人  物非0人非

消息发送

消息机制就是向接收者发送消息，并带有参数，根据接收者对象的数据结构，找到相关发放实现，最后达到这个消息的目的。

objc_msgSend是Runtime的核心，Objective-C中调用对象方法就是消息传递。
objc_msgSend并不是直接调用方法实现(IMP)而是发送消息，让类的结构体去动态查到方法实现，所以在为查找到方法实现之前我们可以动态的去修改这个方法的实现

在Object-C中，我们其实可以直接调用C的代码也就是Runtime的C语言代码，需要添加message.h头文件。

#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>

编写Runtime的时候会遇到没有提示的尴尬，那是因为在Xcode5.0以后的版本，Apple不建议我们写比较底层的代码，So，在target->info搜索msg将YES改成NO，然后可以尽情的使用Runtime代码

Objc-msgSend所做的事情

1，找到方法的实现，由于通过单独的类以不同方式创建相同的方法，因此这个方法的实现的确定取决于接收消息的类对象，也即是说多个实例类对戏那个可以创建同样的方法，每个实例对象中的该方法都是独立存在的。
2，调用该方法实现，将接收消息类指针，以及该方法的参数传递给这个类。
3，最后将过程的返回值作为自己的返回值传递。

消息传递的发送过程和关键要素

1，指向superclass的指针。消息发送给对象时，消息传递函数遵循对象的isa指针指向类结构的指针，在该结构中它查询结构体变量methodLists中的方法SEL(方法选择器).
2，会有一个SEL跟方法实现的地址(这个地址是基于独立的类)关联的表。
    当创建一个新的对象时，分配内存，初始化变量，对象变量中的第一个是指向该类结构的指针，这个名字为isa的指针能让对象可以访问它的类，并通过该类访问它继承的所有类。
    isa指针是对象使用Objective-C运行时系统所必需的，在结构中定义的任何字段中，对象需要与结构体objc_object(objc/objc.h中的定义)"等效"，日常开发中很少有创见自己的根对象的这种情况，一般从NSObject或者NSProxy继承的对象会自动拥有isa变量。
    如在isa指向的类结构中找不到SEL(方法选择器)，Objc_msgSend会跟随指向Supercalss(父类)指针并再次尝试查找该SEL。如连续失败直到NSObject类，它的superclass也就是它自己本身。一旦找到SEL，该函数就会调用methodLists的方法并将接收对象的指针传给它。

加速消息发送

  • 1，有的时候在一个类会有继承关系，Objective-C中大部分对象都是继承于NSObject、自己自定义类，在这种继承体系当中有很多的方法，这些方法有可能不会用到，在向类发送消息的时候，去methodLists中查找无疑会拖慢程序的运行速度，所以Apple在开发的时候加入了缓存cache的概念，也就是缓存。
  • 2，在每个类中都会有一个单独的缓存cache，它可以包含继承过来的方法SEL以及自定义的SEL，在搜索methodLists之前，消息传递程序会检查接受者对象的告诉缓存cache，如果找到，就不会在去搜索庞大的methodLists列表，一旦在缓存当中存在你需要的SEL，这样以后也就比函数调用稍微慢一点。
  • 3，理论上cache缓存的是一些会再次调用的SEL，当写的程序预热足够时间，那么所有发送过的SEL都会在cache中找到
  • 4，cache会动态增长，容纳新的消息，知道程序中所有调用的SEL运行一遍为止
  • 5，原理时:好比是通常小圈子找人总比大圈子找人要快

Runtime的发送消息隐藏的参数

每次当我们向一个对象发送消息时，也就是Objective-C调用方法的时候，传递的所有参数，还包括两个隐藏的参数：

接收者对象
调用的方法SEL _cmd

这两个参数没有在定义中声明，而是在编译代码时插入方法实现的。

/*
 * _cmd 就是你调用的方法的SEL
 **/
NSLog(@"%@",NSStringFromSelector(_cmd));

规避动态绑定的方法,获取方法地址

代码正常编译的时候，需要使用消息传递Objc-msgSend才能找到方法的IMP中间就有了这个消息传递的过程。
有时候我们不希望调用消息传递的，或者节省消息传递的开销，就需要我们拿到方法的IMP，代码直接使用IMP中的方法。
下面的示例显示了如何调用实现setFilled：方法的过程：

@interface ViewController (){
      NSInteger num;   
}
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
  [super viewDidLoad];
    void (*setter)(id, SEL, BOOL);
    int i;
    
    setter = (void (*)(id, SEL, BOOL))[self methodForSelector:@selector(setFilled:)];
    for ( i = 0 ; i < 1000 ; i++ )
        setter(self, @selector(setFilled:), YES);
}

- (void)setFilled:(NSInteger)number{
   NSLog(@"%ld",++num);  
}

传递给方法实现的前两个参数是: 接收对象(self)和方法选择器对象(SEL),这些参数隐藏在方法的语法中，方法作为函数调用时必须使它显式化。

使用methodForSelector绕过动态绑定可以节省消息传递的大部分时间，在特定的消息多次重复的情况下才会节省的更加显著

methodForSelector是由Cocoa运行时系统提供，它并不是Objective-C语言本身的一个特性

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