问道OC方法0x01之objc_msgSend的本质

前世缘

上回说道OC方法的本质，其底层实现是一个objc_msgSend的东东。那么这个objc_msgSend本质又是个啥？它是一个C或C++函数吗？？如果不是，它又是怎么实现的呢？？？

我们在看一下objc_msgSend的结构：

// 调用run方法，传入100参数
((void (*)(id, SEL, int))(void *)objc_msgSend)((id)person, sel_registerName("run"), 100);

他主要做了两件事：

• 向一个person类发送一个run消息
• 并附带一个100的参数

我们知道OC所有的方法都是调用objc_msgSend，那么C语言能实现吗？要实现objc_msgSend需要具备两个条件：

1.保存任意类型的未知参数
2.在任意位置可以跳到对应指针

显然C语言是做不到，那么runtime是怎么实现的？？？

今生孽

不入虎穴焉得虎子，讲到这里就必须去看看runtime源码了。我们去Apple的opensource下载runtime源码到本地，现在已经到818版本了，网上普遍流行的是750版本。在github也有一个解读runtime源码的project，大家有空可以去探究探究。

打开我们下载的runtime项目，全局搜索objc_msgSend：

image.png

发现木有，有个.s文件。这是一个什么文件呢？.s是汇编文件的后缀，那么我们继续往下查看，我们以arm64为例：

image.png

虽然我们并不太懂汇编，但是基本看命名和注释也能猜个大概。看这里有个ENTRY明显应该是入口的意思，它会先进行一个tagged pointer的判断，然后主要走入了CacheLookup NORMAL:

image.png

注意这里的注释，很明显是在找缓存。从buckets中里面取元素，如果找到的和_cmd匹配就命中缓存CacheHit；否则则未命中缓存CacheMiss。从CacheLookup入口的注释得知，他的另一条路径便是objc_msgSend_uncached:

image.png

MethodTableLookup：顾名思义，是方法列表查找的意思。

image.png

继续一步步深入，再查看下__class_lookupMethodAndLoadCache3，发现并未找到__class_lookupMethodAndLoadCache3，但是找到了_class_lookupMethodAndLoadCache:

/***********************************************************************
* _class_lookupMethodAndLoadCache.
* Method lookup for dispatchers ONLY. OTHER CODE SHOULD USE lookUpImp().
* This lookup avoids optimistic cache scan because the dispatcher 
* already tried that.
**********************************************************************/
IMP _class_lookupMethodAndLoadCache3(id obj, SEL sel, Class cls)
{
    return lookUpImpOrForward(cls, sel, obj, 
                              YES/*initialize*/, NO/*cache*/, YES/*resolver*/);
}

哎，神奇了。我们终于从晦涩难懂的汇编跳到了还算熟悉的C++，之后便是C++的方法寻找函数了。

回首 & 思考

我们通过源码证实了objc_msgSend是前段部分是用汇编实现的，那么为什么要用汇编？

• 首先，是上面说道的C并不能满足条件。而汇编拥有寄存器，可以满足objc_msgSend实现的两个核心条件
• OC中所有的方法都是靠objc_msgSend实现的，使用汇编效率会相对更高

总结一下，这里objc_msgSend主要核心是两个步骤：

1.尝试从缓存里找方法，此时是使用了汇编实现
2.缓存未命中，继续使用C++方法寻找

故而，objc_msgSend的本质便是CacheLookup+lookUpImpOrForward。今天就探究到此，欲知后事如何，且听下回分解。。。

--20210901子时

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我们必须像一座山，
既满生着芳草香花，
又有极坚硬的石头。
----------------------------- 老舍