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Runtime(一)消息传递机制

Runtime(一)消息传递机制

作者: CoderZxq | 来源:发表于2017-05-03 11:03 被阅读0次

    Introduction

    The Objective-C language defers as many decisions as it can from compile time and link time to runtime. Whenever possible, it does things dynamically. This means that the language requires not just a compiler, but also a runtime system to execute the compiled code.

    OC是一种面向对象的动态语言,动态语言就是在运行时来执行静态语言的编译链接的工作。这就要求除了编译器之外还要有一种运行时系统来执行编译等功能。OC中这个系统就是runtime。

    • 编译时间指编译程序将源程序编译成目标程序所占用的时间。
    • 源程序,是指未经编译的,按照一定的程序设计语言规范书写的,人类可读的文本文件。通常由高级语言编写。
    • 目标程序,又称为“目的程序”,为源程序经编译可直接被计算机运行的机器码集合,在计算机文件上以.obj作扩展名。目标代码尽管已经是机器指令,但是还不能运行,因为目标程序还没有解决函数调用问题,需要将各个目标程序与库函数连接,才能形成完整的可执行程序。

    Messaging

    这一章描述了:

    • 消息表达式(message expression)如何转换为objc_msgSend函数调用。
    • 如何通过名称(name)来引用方法(methods)。
    • 说明如何充分利用objc_msgSend。
    • 如何规避(circumvent)动态绑定(dynamic binding)。

    The objc_msgSend Function

    [receiver message]
    

    在OC中,消息(message)在运行时(runtime)才被绑定到方法实现。编译器(compiler)把消息转换(convert to)为函数objc_msgSend的调用。objc_msgSend将接收方(receiver)和消息中提到的方法的名称(即selector)作为函数的两个重要的参数:

    objc_msgSend(receiver, selector)
    

    消息中所有参数(arguments)也会传递给objc_msgSend函数:

    objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, ...)
    

    objc_msgSend为动态绑定执行所需的一切。

    • 首先,它查找selector引用的实现方法。(因为相同的方法可以被不同的类实现,所以定位精确的实现方法取决于receiver的的类型)
    • 然后,调用实现方法,把receiver和方法指定的参数传递给它。
    • 最后,把实现方法的返回值作为它的返回值。

    note:编译器生成对objc_msgSend的调用,你不要直接在代码中直接调用它

    消息传递的关键依赖于编译器为每个类和对象创建的结构(structures),每个类结构包含两个基本(essential)元素:

    • 一个指向父类的指针(A point to the superclass)
    • 一个类的调度表(A class dispatch table)。这个表拥有将方法选择器(method selector)与特定类的方法地址相关联的条目(entries)。例如:setOrigin::的selector与setOrigin::的实现方法(implementation)地址关联起来。

    当创建一个新对象时,内存会为它分配空间,并且它的实例变量会被初始化。这个对象的所有变量中第一个是isa指针(指向它的类structure),object可以根据isa访问它的类和父类。


    当一个objc_msgSend发送给一个对象时,沿着isa查找类结构中调度表(dispatch table)中的selector对应的实现方法的地址(address)。如果没有找到对应的selector,则继续沿着isa查找父类的dispatch table的selector。连续的失败(successive failures)导致objc_msgSend遍历层级,直到遍历到NSObject。

    为了加快消息传递速度,runtime系统会缓冲(cache)已经使用过的selectors和addresses of methods。每一个类都单独(seperate)创建cache缓冲继承(inherited)的和定义的方法。

    Using Hidden Arguments

    当objc_msgSend找到方法实现的地址,调用方法,并把message中的arguments传递给它。同时,也包含两个隐藏的(hidden)arguments。

    • 接受消息的对象(The receiving object)。
    • 方法的选择器(The selector for the method)。

    这两个参数为方法实现提供了明确的信息:消息表达式的两半(即[receiver message])。方法将receiving object引用为self,将selector引用为_cmd。

    Getting a Method Address

    void (*setter)(id, SEL, BOOL);
    int i;
    setter = (void(*)(id, SEL, BOOL))[target methodForSelector:@selector(setFilled:)];
    for (i = 0, i < 1000, i++) {
      setter(targetList(i), @selector(setFilled:), YES);
    }
    

    阻止动态绑定的唯一方式:获取方法的地址(addresss),直接调用它(如果它是一个函数)。这种情况只适合在连续多次调用某个方法的时候,可以减少动态绑定的消耗。

    NSObject的methodForSelector:返回一个方法(method)的指针(pointer),用这个pointer去实现一个方。methodForSelector:返回的指针必须小心的转换为正确的函数类型。返回和参数类型都应该包含在转换中。例如:

    void (*setter)(id, SEL, BOOL);
    int i;
    setter = (void(*)(id, SEL, BOOL))[target methodForSelector:@selector(setFilled:)];
    

    接受对象(receiving object)和方法选择器(method selecotr),这两个参数(arguments)在方法语法中(method syntax)中是被隐藏的,但是方法作为函数(function)调用时,必须是显示的(explicit)。例如:

    setter(targetList(i), @selector(setFilled:), YES);
    

    使用methodForSelector:阻止动态绑定在消息传递中节省了大部分时间,但是这大部分时间只有在以下情况才有意义:某个确定的方法连续的调用。如在for loop。

    note:methodForSelector:由Cocoa runtime system提供,不是Objective-C语言的特定。

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