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iOS【IMP 与 SEL】

iOS【IMP 与 SEL】

作者: NJ_墨 | 来源:发表于2020-06-01 13:35 被阅读0次

    摘录:ChinaChong

    Function

    NSSelectorFromString
    Returns the selector with a given name.

    Declaration
    SEL NSSelectorFromString(NSString *aSelectorName);

    Parameters
    aSelectorName
    A string of any length, with any characters, that represents the name of a selector.

    Return Value
    The selector named by aSelectorName. If aSelectorName is nil, or cannot be converted to UTF-8 (this should be only due to insufficient memory), returns (SEL)0.

    Discussion
    To make a selector, NSSelectorString passes a UTF-8 encoded character representation of SelectorName to sel_register Name and returns the value returned by that function. Note, therefore, that if the selector does not exist it is registered and the newly-registered selector is returned.

    SEL 官方文档

    定义表示方法选择器的不透明类型
    typedef struct objc_selector *SEL;
    
    // 描述
    方法选择器用于在运行时表示方法的名称。
    方法选择器是一个已在Objective-C运行时注册(或“映射”)的C字符串 。
    编译器生成的选择器在加载类时由运行时自动映射。
    您可以在运行时添加新的选择器,并使用sel_registerName函数检索现有的选择器 。
    使用选择器时,必须使用sel_registerName或Objective-C编译器指令@selector()返回的值。
    不能简单地将C字符串转换为SE。
    
    

    SEL 是selector的类型,也就是说 SEL 是一个指针类型,SEL 修饰的指针指向 objc_selector 结构体。

    文档描述中:
    方法的 selector 是一个已被Objective-C运行时注册过或映射过的C语言字符串
    如果想使用 selector ,必须使用 sel_registername 的返回值或者编译器指令@selector()
    

    这里有一个根本性区别就是,文档中特意提到了这个字符串是被映射过或者注册过(实际上是注册到NXMapTable中做了相应的映射关系,)。

    一般都可以直接把SEL当做字符串打印,比如:

    SEL xxoo_selector = @selector(init);
    NSLog(@"%s", xxoo_selector);
    
    控制台:
    2019-04-19 11:05:43.404155+0800 SEL_Test[1352:42639] init
    

    我们知道,结构体指针指向的地址其实就是第一个成员的地址,这与数组指针指向的地址和首元素地址相同是一样的道理。因此,objc_selector结构体内部的第一个成员很有可能就是一个 char * 类型的字符串,保存着 selector 的名字。

    创建

    这段 Discussion 还有一个信息,就是创建 selector 的途径只有两种:

    函数 sel_registername
    编译器指令 @selector()
    

    虽然文档这么说,但是用过的人都知道平时编程中我们还用到过其他获取 selector 的途径,比如:

    NSSelectorFromString()
    method_getName()
    

    先提前剧透一下, NSSelectorFromString() 和 method_getName()的底层实现都是 sel_registername,有些是在官方文档中给出,有些是在源码中分析所得。

    编译器指令 @selector() 虽然找不到具体实现,但是可以通过clang指令,编译成C++源码,底层仍然是使用的函数 sel_registername。

    #import <Foundation/Foundation.h>
    
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        @autoreleasepool {
            SEL xxoo_selector = @selector(init);
        }
        return 0;
    }
    

    调用clang指令:

    xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m
    

    生成新的C++文件:

    int main(int argc, const char * argv[]) {
        /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 
            SEL xxoo_selector = sel_registerName("init");
        }
        return 0;
    }
    

    示例:

    //SEL selll = @selector(test1);
    SEL selll = sel_registerName("test1");
    [self performSelector:selll];
    
    // 使用 objc_msgSend 需添加头文件 #import <objc/message.h>
    // 还有在 Build Settings 中找到 Enable Strict Checking of objc_msgSend Calls 设置为NO
    IMP imp = [self methodForSelector:selll];
    objc_msgSend(self,sel,imp);
    
    
    - (void)test1{
        NSLog(@"1");
    }
    

    由此可见,所有的SEL创建都是通过 sel_registerName 函数

    Discussion中描述:

    要创建选择器,NSSelectorFromString 就会将一个代表方法名的UTF-8编码字符串传递给sel_registerName,并返回该函数返回的值。

    也就是说 NSSelectorFromString 底层实现就是sel_registerName函数, NSSelectorFromString 只不过是对sel_registerName函数包装了一层而已。

    method_getName

    objc-runtime-new.mm 文件中有 method_getName 的源码:

    /***********************************************************************
    * method_getName
    * Returns this method's selector.
    * The method must not be nil.
    * The method must already have been fixed-up.
    * Locking: none
    **********************************************************************/
    SEL 
    method_getName(Method m)
    {
        if (!m) return nil;
    
        assert(m->name == sel_registerName(sel_getName(m->name)));
        return m->name;
    }
    

    在源码中我们清晰的看到,method_getName获取selector的底层实现依然是通过sel_registerName函数。

    sel_registerName的底层实现

    源码在 objc-sel.mm 文件中。

    SEL sel_registerName(const char *name) {
        return __sel_registerName(name, 1, 1);     // YES lock, YES copy
    }
    

    sel_registerName中使用到了另一个函数__sel_registerName,再来看__sel_registerName的源码:

    static SEL __sel_registerName(const char *name, bool shouldLock, bool copy) 
    {
        // result就是最终的返回值 selector
        SEL result = 0;
    
        if (shouldLock) selLock.assertUnlocked();
        else selLock.assertLocked();
        
        // 第一种情况
        if (!name) return (SEL)0;
        
        // 第二种情况
        result = search_builtins(name);
        if (result) return result;
        
        // 第三种情况
        conditional_mutex_locker_t lock(selLock, shouldLock);
        if (namedSelectors) {
            result = (SEL)NXMapGet(namedSelectors, name);
        }
        if (result) return result;
    
        // No match. Insert.
        // 第四种情况
        if (!namedSelectors) {
            namedSelectors = NXCreateMapTable(NXStrValueMapPrototype, 
                                              (unsigned)SelrefCount);
        }
        if (!result) {
            result = sel_alloc(name, copy);
            // fixme choose a better container (hash not map for starters)
            NXMapInsert(namedSelectors, sel_getName(result), result);
        }
    
        return result;
    }
    

    第一种情况:
    当传入的方法名为空时,函数会返回0。

    第二种情况:
    先用传入的方法名去与内建函数名进行匹配,若传入的方法名与某个内建函数同名,则不会创建新的 selector,而是直接返回这个内建函数的 selector。

    第三种情况:
    以传入的方法名为键,在NXMapTable中进行匹配搜索,如果NXMapTable中有这个 selector ,不会创建新的 selector ,而是直接返回这个 selector。

    NXMapTable简单来讲是一张哈希表,下面是它的实现:

    /*  maptable.h
        Scalable hash table of mappings.
        Bertrand, August 1990
        Copyright 1990-1996 NeXT Software, Inc.
    */
    
    #ifndef _OBJC_MAPTABLE_H_
    #define _OBJC_MAPTABLE_H_
    
    #ifndef _OBJC_PRIVATE_H_
    #   define OBJC_MAP_AVAILABILITY                             \
        __OSX_DEPRECATED(10.0, 10.1, "NXMapTable is deprecated") \
        __IOS_UNAVAILABLE __TVOS_UNAVAILABLE                     \
        __WATCHOS_UNAVAILABLE __BRIDGEOS_UNAVAILABLE
    #else
    #   define OBJC_MAP_AVAILABILITY
    #endif
    
    #include <objc/objc.h>
    
    __BEGIN_DECLS
    
    /***************    Definitions     ***************/
    
        /* This module allows hashing of arbitrary associations [key -> value].  Keys and values must be pointers or integers, and client is responsible for allocating/deallocating this data.  A deallocation call-back is provided.
        NX_MAPNOTAKEY (-1) is used internally as a marker, and therefore keys must always be different from -1.
        As well-behaved scalable data structures, hash tables double in size when they start becoming full, thus guaranteeing both average constant time access and linear size. */
    
    // NXMapTable的结构
    typedef struct _NXMapTable {
        /* private data structure; may change */
        const struct _NXMapTablePrototype   * _Nonnull prototype;
        unsigned    count;
        unsigned    nbBucketsMinusOne;
        void    * _Nullable buckets;
    } NXMapTable OBJC_MAP_AVAILABILITY;
    
    // NXMapTable结构体的原型
    typedef struct _NXMapTablePrototype {
        unsigned    (* _Nonnull hash)(NXMapTable * _Nonnull,
                                      const void * _Nullable key);
        int     (* _Nonnull isEqual)(NXMapTable * _Nonnull,
                                         const void * _Nullable key1,
                                         const void * _Nullable key2);
        void    (* _Nonnull free)(NXMapTable * _Nonnull,
                                      void * _Nullable key,
                                      void * _Nullable value);
        int     style; /* reserved for future expansion; currently 0 */
    } NXMapTablePrototype OBJC_MAP_AVAILABILITY;
    

    第四种情况:
    所有以上情况都不匹配,也就是说当前传入的方法名尚未在系统中注册过,那么就创建一个新的 selector ,并将其插入到NXMapTable中,与方法名互相映射。最终返回的就是这个新的 selector。

    IMP 官方文档

    指向方法实现开始的指针
    id (*IMP)(id, SEL, ...)
    
    // 描述
    该数据类型是指向实现该方法的函数的开始的指针。
    此函数使用标准C调用约定作为当前CPU体系结构的实现。
    第一个参数是指向self的指针(即该类的特定实例的内存,或类方法的指向元类的指针)。
    第二个参数是方法选择器。
    
    

    通过SEL 找到对应的IMP并调用

    SEL sel = @selector(test1);
    IMP imp = [self methodForSelector:sel];
    
    SEL sel2 = @selector(test4);
    IMP imp2 = [self methodForSelector:sel2];
    
    // 使用 objc_msgSend 需添加头文件 #import <objc/message.h>
    // 还有在 Build Settings 中找到 Enable Strict Checking of objc_msgSend Calls 设置为NO
    objc_msgSend(self,sel,imp);
    objc_msgSend(ViewController.class, sel2,imp2);
    
    - (void)test1{
        NSLog(@"1");
    }
    + (void)test4{
        NSLog(@"4");
    }
    // 打印结果为 1 、4
    

    methodForSelector 官方文档

    定位并返回接收方方法实现的地址,以便将其作为函数调用
    - (IMP)methodForSelector:(SEL)aSelector;
    
    // aSelector
    一个选择器,它标识返回实现地址的方法。
    选择器必须是有效且非空的。
    如果有疑问,在将选择器传递给 methodForSelector: 之前,使用respondsToSelector:方法进行检查。
    // return value
    接收者实现选择器的地址。
    
    // Discussion
    如果接收方是实例,则aSelector应引用实例方法;
    如果接收器是一个类,它应该引用一个类方法
    
    

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