msg_send了解run time

OC是一门动态语言，可在运行时动态决定调用哪个方法，甚至增加、替换方法的实现，这些都通过OC的运行时(run time)系统。下面从消息发送的角度来看OC的运行时。

1. 决定方法调用的动态性（消息发送的原理）

OC是一门面向对象编程语言，面向对象特性之一是多态，即在类的继承层次结构中，子类可重写父类的方法，父类的引用可是子类对象。这种情形，调用父类引用的方法(或发送某个消息)，若父类与子类中同名方法的实现逻辑不同，哪种方法体会被执行呢，答案当然应该是子类的实现逻辑被调用执行。这就是面向对象语言的基本特性之一。

C为非面向对象语言，是不支持这些的，而基于C基础上的OC通过运行时库做到了这点。对于一个实例指针(父类类型的引用)，但被指向了其子类的实际对象，那么调用被子类重写的父类方法时，就会执行子类中重写方法的实现逻辑。这正是通过

运行时的原理大概就是通过函数指针和运行时标识变量的状态选择最终执行不同的函数方法体。而决定运行时执行哪个方法实现的条件可能会比较复杂，但runtime肯定是可得到并以此决断的。

2.SEL和IMP（SEL和IMP的概念）

SEL的变量称作一个selector.Selector就是在发送消息/方法调用时标识是哪个消息(方法)的东西。通常是通过方法全名得来的，如UIControl的(addTarget:action:forControlEvents:)。

IMP实际上就是具体的一个方法逻辑实现。和C语音函数指针概念相似(函数指针相似于IMP变量)

OC的运行时系统提供的消息的分派机制把SEL和IMP关联起来。但每次消息发送 /方法调用都做一遍查找显然是很麻烦很低效的，所以在OC的runtime这里一定是有缓存机制的，使得对每个类特定selector对应的IMP可以很快找到。

当然，即使用最好的数据结构和最快的查找算法，和直接执行C函数调用的静态绑定方式相比，也一定有性能损失。但比起OC运行时为开发者提供的诸多动态特性相比，这都是值得的。

2.objc_msgSend（实际消息发送的时候的操作是怎么操作的？）

实际消息发送的时候是通过objc_msgSend这一系列的运行时C函数调用来做到的。

OC运行时交互有三种方式，其中最底层的一种方式就是直接使用runtime的函数。下面就来看下和发送消息直接相关的几个函数：

objc_msgSend

objc_msgSend_fpret

objc_msgSend_stret

objc_msgSendSuper

objc_msgSendSuper_stret

最基础的:id objc_msgSend ( id self, SEL op, ...);

self标识不同对象的; SEL的op标识发送哪个消息/调用哪个方法的selector,后面的变参我们其实可以猜想到，就是selector对应方法的实际参数。

而具体找IMP的过程显然就被包装在objc_msgSend里面，或者说selector和IMP的对应关系被运行时系统记录了下来，无需objec_msgSend的调用者直接关注。

这样看来，objc_msgSend实际上就相当于一个包含函数指针+IMP变量+实现业务逻辑的方法体的函数了。

objc_msgSend一族的其它几个函数其实功能上是差不多的：

🏁带有ret结尾的标识返回值在某些情况下可特殊处理(比如使用处理器的寄存器存储而非开辟栈空间)，以进行优化。

🏁带有super的标识的回去找id参数的父类。

3.Method swizzling

改变SEL和IMP的对应关系；了解运行时机制除了知道objc_msgSend原理和怎么调用外还有甚么意义？Method swizzling(方法[实现]交换["搅合"])就是两个问题的一个很好的答案。

例如：

Method originalMethod = class_getInstanceMethod([NSStringclass],@selector(lowercaseString));

Method swappedMethod = class_getInstanceMethod([NSStringclass],@selector(uppercaseString));

method_exchangeImplementations(originalMethod, swappedMethod);

这样,NSString之后的lowercaseString和uppercaseString就是相反的效果了！

方法实现的交换可以有很多应用场景，尤其在调试系统库等领域。

4.消息转发（OC运行时中的消息转发机制）

消息转发通常是在OC运行时系统找不到一个selector对应的实现时，这时候系统会回过来询问这个对象所属的类应该怎么做，主要分为几步：

(1)要不要对此次消息调用(实例方法/类方法)做动态解析和执行处理。这个我们可以通过class_addMethod函数，给这个类一个IMP，这样就可以去执行了。很多@dynamic的标记就需要这么配合来做。

(2)不做动态解析，那么是否转移消息给别的对象，转给谁。

(3)不转给别的对象，那么这次消息发送通过调用哪个Invocation对象来处理。

实际上，所有类的forwardInvocation方法都从NSObject那里继承到了，而其会调用：

- (void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector;

除了这些，消息转发很强大，用好了大有作为，比如可以做到类似C++中多继承的一些效果。

参考：

http://www.molotang.com/articles/1905.html