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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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