OC－方法

定义及结构

OC中对方法的定义为：

typedef struct objc_method *Method;

其是一个指向objc_method的结构体指针，objc_method中存放着类的单个方法的所有信息，其定义为：

struct objc_method {
  SEL method_name                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
  char *method_types                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
  IMP method_imp                                           OBJC2_UNAVAILABLE;
}  OBJC2_UNAVAILABLE;    

• name :方法的名称。确切的说是方法名称的映射。
• method_types:方法的编码类型，是个C字符串，该字符串可以表示出方法的返回值类型，以及参数类型。
• method_imp：方法的实现。

SEL

注意到结构体objc_method的第一个参数类型是SEL,那么SEL是什么类型呢？看其定义：

   typedef struct objc_selector *SEL;

其代表一个方法选择器。 一个方法的selector是一个C字符串，其代表方法在运行时的名字。如:
- (void)setName:(NSString *)name;
其 selector 为: setName:

SEL是根据方法的名称哈希化的一个值，相当于是一个方法的映射，或者说是方法的签名，我们可以根据这个值，找到对应的方法。只要方法名称相同，其值就是唯一的，因此在同一个类或者有继承关系的类中不能有相同的方法名，这也是OC不支持方法重载的原因。我们可以用@selector()来获取这个值。
SEL的存在，是为了加快方法的查询速度，省去了字符串(即方法名)比对的时间，可以直接用SEL生成的KEY去查找，这样效率更高，就像我们直接根据NSDictionary的Key去读取相应的值一样。
相关操作函数：

• const char* sel_getName(SEL aSelector)
  获得SEL对应的方法名称
• SEL sel_registerName(const char *str)
  向运行时系统注册一个方法名称，并生成SEL和方法名称的映射，最后返回SEL。如果该方法名称已经注册，则直接返回其对应的SEL
• SEL sel_getUid(const char *str)
  向运行时系统注册一个方法名称，方法实现等同于sel_registerName

IMP

结构体objc_method的第三个参数类型是IMP,IMP即方法的实现，其定义如下：
id (*IMP)(id, SEL, ...)
可以看出IMP是一个指向函数的指针，其代表方法实现函数的入口地址，得到这个值，就找到了方法实现的入口。函数的第一个参数，指向self,即对象所属的类，也就是对象的isa指向的类。第二个参数是方法的标识SEL，可以看出，runtime是通过方法的SEL来得到方法的实现(IMP)的。后面省略的部分，是我们方法的参数。

得到方法的IMP，我们就可以针对这个实现做一些额外的处理，比如：替换方法的实现，来获取方法中的一些信息，这就是Method Swizzling的实现原理。

相关操作函数: 

• IMP method_getImplementation( Method method)
  获得方法的实现
• IMP method_setImplementation( Method method, IMP imp)
  设置方法的实现
• void method_exchangeImplementations( Method m1, Method m2)
  交换两个方法的实现

代码演练：
NSString+extend.m
#import "NSString+extend.h"
#import <objc/runtime.h>

  @implementation NSString (extend)
  + (void)load{
     static dispatch_once_t onceToken;
     dispatch_once(&onceToken, ^{
      Method sys = class_getInstanceMethod(self, @selector(lowercaseString));
      Method my = class_getInstanceMethod(self, @selector(myLowercaseString));
      method_exchangeImplementations(sys, my);
    });
  }
  - (NSString *)myLowercaseString{
    NSLog(@"Hello--我是自己写的方法");
    return [self myLowercaseString];
  }
  @end
  
 main.m
  #import <Foundation/Foundation.h>

  int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
      NSString *str = @"ABC";
      NSString *a = [str lowercaseString];
      NSLog(@"%@",a);
     }
    return 0;
  }

输出结果：
Hello--我是自己写的方法
abc

存储

OC中的方法在类中是怎么存储的呢？来看类的定义：

struct objc_class {
  Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
  #if !__OBJC2__
  Class super_class                            OBJC2_UNAVAILABLE;
  const char *name                             OBJC2_UNAVAILABLE;
  long version                                 OBJC2_UNAVAILABLE;
  long info                                    OBJC2_UNAVAILABLE;
  long instance_size                           OBJC2_UNAVAILABLE;
  struct objc_ivar_list *ivars                 OBJC2_UNAVAILABLE;
  struct objc_method_list **methodLists        OBJC2_UNAVAILABLE;
  struct objc_cache *cache                     OBJC2_UNAVAILABLE;
  struct objc_protocol_list *protocols         OBJC2_UNAVAILABLE;
  #endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;

指向objc_method_list结构体的指针的指针变量存储着类的所有方法，objc_method_list的定义为：

struct objc_method_list {
    struct objc_method_list *obsolete                        OBJC2_UNAVAILABLE;
    int method_count                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
    #ifdef __LP64__
    int space                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    #endif
    /* variable length structure */
    struct objc_method method_list[1]                        OBJC2_UNAVAILABLE;
} 

objc_method_list中存放着类的单个方法。

• 注意：
  类中存放的方法只是类的实例方法，类方法不在本类中存储，类方法存储在类的isa所指向的类－－元类(metaClass)中

方法的查找

注意到类的定义中，有个变量cache，其是一个指向结构体objc_cache的指针。cache的存在，是为了系统性能的优化，其中存放着该类最近使用过的方法的指针。
objc_cache的定义如下：

struct objc_cache {
  unsigned int mask /* total = mask + 1 */           OBJC2_UNAVAILABLE;
  unsigned int occupied                              OBJC2_UNAVAILABLE;
  Method buckets[1]                                  OBJC2_UNAVAILABLE;
};

• mask
  其值为一个整数，指定分配的缓存buckets的数量(mask = total - 1),也可以理解为数组buckets中存放的数组的最大索引。在方法的查找过程中，运行时系统会用这个值和方法的selector作个简单的&运算来决定从缓存数组的那个索引(index)开始查找，即index = mask & selector

• occupied
  一个整数，指定实际占用缓存buckets的总数

• buckets
  存放着一个数组，数组中存放着最近使用过的方法的指针，该数组最多可以存放mask+1个方法

方法的查找，正是由methodLists和cache两个配合来查找的。由于cache中缓存着最近使用过的方法，所以runtime 系统，会先在canche中找我们调用的方法，如果没有找到，才会去methodLists中找，找到后，将该方法添加到方法所在类的cache中，方便下次调用。如果本类中的methodLists没有找到，就会去父类中找，在父类中寻找方法，同样是相同的流程。