Messaging

这一章讲述消息怎样被转换为 objc_msgSend 方法的调用，如何通过名称引用方法，如何利用 objc_msgSend，如何避免动态绑定。

objc_msgSend 方法

在 Objective-C 中，知道运行时，消息才绑定到方法的实现上。编译器把一个消息表达式

[receiver message]

转换成一个调用消息方法 objc_msgSend这个函数包含两个重要的参数，接受者和在消息中出现的方法名（方法选择器）。

objc_msgSend(receiver, selector)

任何在消息中传递的参数都会传递给 objc_msgSend:

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

消息方法做了一切必要的动态绑定工作。

• 首选找到选择器指向的程序（方法实现），同样的函数，每一个类的实现也是不一样的。通过接受者，可以准确的找到方法的实现。
• 然后调用程序，随着我们指定的方法的参数，传递接收到的对象（数据的指针）。
• 最后，传递程序的返回值作为自己的返回值。

编译器会生成消息函数，你不应该在你写的代码中直接调用它。

消息传递的关键在于有编译器为每个类和对象生成的结构体。每一个类的结构包含了两个必要的元素。

• 一个指向父类的指针。
• 一个类分发表，方法选择器和由方法所确定的类的特定地址关联起来的元素作为表中的内容。 选择器 setOrigin:: 和 setOrigin:: 的地址关联起来，display 和 display 的地址关联起来。

当一个新的对象被创建时，内存被分配，实例变量被初始化，对象变量是一个指向类结构体的指针，这个指针，叫做 isa，它为这个对象提供了访问它的类的权限，通过这个类，它可以访问自身的所有父类。

虽然这不是语言严格要求的一部分，但是配合 runtime 系统工作的 isa 指针是必不可少的。一个对象，需要有和 struct objc_object (objc/objc.h) 类似的结构，然而，你不需要创建自己的基类，继承于 NSObject 和 NSProxy 的对象将自动含有 isa 指针。

类和对象的结构如图 3-1 所示

3-1

当给一个对象发消息时，消息函数根据对象的 isa 指针，去类的结构体中的方法分发表中寻找方法选择器的地址。如果找不到，objc_msgSend 根据这个指针去父类的分发表中寻找。如果一直找不到的话，最终根据继承链，将会找到 NSObject 中。一旦找到了这个 selector，函数将会调用分发表中的方法，然后把接收到的数据传递过去。

这就是方法方法选择在 runtime 时候的实现，也就是面向对象。方法动态的绑定到消息中。

为了加快消息转发，runtime 系统将会缓存那些用过的方法和地址。每一个类都有单独的缓存，它包含了这个类所继承的方法和在类中定义的方法。在查找分发表前，会先去查找这个缓存表（如果这个方法用过了，那么很有可能会再次使用）。如果这个方法选择器在缓存中，消息只比函数调用稍慢一点。如果一个程序运行了很长时间，几乎所有的消息都会从这个缓存中寻找。在程序运行期间，缓存的动态增长可以使其容纳新的消息。

使用隐藏参数

当 objc_msgSend 找到了一个方法的实现，他讲调用这个实现，然后传递消息中的所有参数。同样也传递两个隐藏参数：

• 接收对象
• 方法选择器

这些参数，使得方法调用者可以很清晰的直到他们所执行的方法表达式。这两个参数并没有在方法的源代码中定义，而是在代码被编译的时候插进去的。

尽管这两个参数没有被明确的定义，就像应用接受者的其他实例变量一样，代码中可以使用它们。方法中，接受者为 self ，方法本身为 _cmd，在下边的例子中， _cmd 指向 strange 方法，self 指向接收 strange 消息的对象。

- strange
{
    id  target = getTheReceiver();
    SEL method = getTheMethod();

    if ( target == self || method == _cmd )
        return nil;
    return [target performSelector:method];
}

在这两个隐藏参数中，self 更有用，事实上，接受对象的实例参数使得方法定义成为可能。

获得方法地址

唯一避免动态绑定的方式就是获得方法的地址，如果这个地址是一个方法的话，直接调用。这种方式一般不常见，如果这个方法要连续调用好多次，你想避免每次消息传递的开销的话，你可以这么做。

当 NSObject 中定义一个方法的时候，你可以用 methodForSelector: 返回的指针去调用函数的实现。methodForSelector: 返回的指针必须转换为正确的类型。返回值和参数都必须包含其中。

下边的例子展示了 setFilled 方法如何被调用。

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);

前两个参数传递到程序中的是接受者 self 和方法选择器 _cmd，这两个参数在方法中是被隐藏的，但当作为函数调用的时候，必须显示指定出来。

使用 methodForSelector: 来避免的动态绑定节省了大部分消息传递的时间，然而这个时间节省也只有在重复执行一个函数的时候才显得有意义，就像上边的 for 循环一样。

methodForSelector: 方法是由 runtime 系统提供的，这并不是 Objective-C 的特性。