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iOS底层原理 10 : 方法的慢速查找流程

iOS底层原理 10 : 方法的慢速查找流程

作者: smooth_lgh | 来源:发表于2020-09-23 18:56 被阅读0次

    前言: 上一节我们讲到cache缓存中快速查找imp的过程。那如果快速查找没有找到怎么办呢?关于接下来的查找过程又是怎样的呢?

    我们回到objc_msgSend汇编部分,我们看到最后还是没有找到的话就会到JumpMiss
    最终$0 == NORMAL,会走到__objc_msgSend_uncached

    .macro JumpMiss
    .if $0 == GETIMP
        b   LGetImpMiss
    .elseif $0 == NORMAL
        b   __objc_msgSend_uncached
    .elseif $0 == LOOKUP
        b   __objc_msgLookup_uncached
    .else
    .abort oops
    .endif
    .endmacro
    

    我们全局试图搜索__objc_msgSend_uncached,有搜索结果,我们找到objc-msg-arm64.s文件的STATIC_ENTRY __objc_msgSend_uncached, 从__objc_msgSend_uncached的实现里面,我们发现MethodTableLookup是核心代码

            STATIC_ENTRY __objc_msgSend_uncached
        UNWIND __objc_msgSend_uncached, FrameWithNoSaves
    
        // THIS IS NOT A CALLABLE C FUNCTION
        // Out-of-band p16 is the class to search
        
        MethodTableLookup
        TailCallFunctionPointer x17
    
        END_ENTRY __objc_msgSend_uncached
    

    于是我们找到MethodTableLookup的实现:

    .macro MethodTableLookup
        
        // push frame
        SignLR
        stp fp, lr, [sp, #-16]!
        mov fp, sp
    
        // save parameter registers: x0..x8, q0..q7
        sub sp, sp, #(10*8 + 8*16)
        stp q0, q1, [sp, #(0*16)]
        stp q2, q3, [sp, #(2*16)]
        stp q4, q5, [sp, #(4*16)]
        stp q6, q7, [sp, #(6*16)]
        stp x0, x1, [sp, #(8*16+0*8)]
        stp x2, x3, [sp, #(8*16+2*8)]
        stp x4, x5, [sp, #(8*16+4*8)]
        stp x6, x7, [sp, #(8*16+6*8)]
        str x8,     [sp, #(8*16+8*8)]
    
        // lookUpImpOrForward(obj, sel, cls, LOOKUP_INITIALIZE | LOOKUP_RESOLVER)
        // receiver and selector already in x0 and x1
        mov x2, x16
        mov x3, #3
        bl  _lookUpImpOrForward
    
        // IMP in x0
        mov x17, x0
        
        // restore registers and return
        ldp q0, q1, [sp, #(0*16)]
        ldp q2, q3, [sp, #(2*16)]
        ldp q4, q5, [sp, #(4*16)]
        ldp q6, q7, [sp, #(6*16)]
        ldp x0, x1, [sp, #(8*16+0*8)]
        ldp x2, x3, [sp, #(8*16+2*8)]
        ldp x4, x5, [sp, #(8*16+4*8)]
        ldp x6, x7, [sp, #(8*16+6*8)]
        ldr x8,     [sp, #(8*16+8*8)]
    
        mov sp, fp
        ldp fp, lr, [sp], #16
        AuthenticateLR
    
    .endmacro
    

    MethodTableLookup的实现里面,我们从字面意思发现_lookUpImpOrForward很关键,于是全局搜索_lookUpImpOrForward,但结果只有它的调用,没有实现。

    _lookUpImpOrForward搜索结果.png
    既然在汇编部分没有,那么一定是在C++C,于是我们试着搜索lookUpImpOrForward,结果在objc-runtime-new.mm文件里面找到了lookUpImpOrForward的实现。
    IMP lookUpImpOrForward(id inst, SEL sel, Class cls, int behavior)
    {
        const IMP forward_imp = (IMP)_objc_msgForward_impcache;
        IMP imp = nil;
        Class curClass;
        runtimeLock.assertUnlocked();
        if (fastpath(behavior & LOOKUP_CACHE)) {
            imp = cache_getImp(cls, sel);
            if (imp) goto done_nolock;
        }
        runtimeLock.lock();
        checkIsKnownClass(cls);
    
        if (slowpath(!cls->isRealized())) {
            cls = realizeClassMaybeSwiftAndLeaveLocked(cls, runtimeLock);
        }
    
        if (slowpath((behavior & LOOKUP_INITIALIZE) && !cls->isInitialized())) {
            cls = initializeAndLeaveLocked(cls, inst, runtimeLock);
        }
    
        runtimeLock.assertLocked();
        curClass = cls;
        for (unsigned attempts = unreasonableClassCount();;) {
            Method meth = getMethodNoSuper_nolock(curClass, sel);
            if (meth) {
                imp = meth->imp;
                goto done;
            }
    
            if (slowpath((curClass = curClass->superclass) == nil)) {
                imp = forward_imp;
                break;
            }
    
            // Halt if there is a cycle in the superclass chain.
            if (slowpath(--attempts == 0)) {
                _objc_fatal("Memory corruption in class list.");
            }
    
            // Superclass cache.
            imp = cache_getImp(curClass, sel); // 有问题???? cache_getImp - lookup - lookUpImpOrForward
            if (slowpath(imp == forward_imp)) {
                break;
            }
            if (fastpath(imp)) {
                goto done;
            }
        }
        if (slowpath(behavior & LOOKUP_RESOLVER)) {
            behavior ^= LOOKUP_RESOLVER;
            return resolveMethod_locked(inst, sel, cls, behavior);
        }
    
     done:
        log_and_fill_cache(cls, imp, sel, inst, curClass);
        runtimeLock.unlock();
     done_nolock:
        if (slowpath((behavior & LOOKUP_NIL) && imp == forward_imp)) {
            return nil;
        }
        return imp;
    }
    

    通过对源码的研读,大致得出lookUpImpOrForward的流程:

    • 查找当前类的methodLists里面是否有对应的imp,如果有直接返回imp 。(Method meth = getMethodNoSuper_nolock(curClass, sel))
    • 如果没有,查找父类的缓存里面是否有,如果缓存里面找到,直接返回imp。(imp = cache_getImp(curClass, sel)
    • 如果缓存里面没有,那么执行第二次的for循环,从父类的methodList寻找,然后缓存里面找....
      ....
    • 如果一致没有找到,则一致for循环找到NSObject
    • 如果在NSObject类里面还是没有找到,NSObject类的父类是nil。会来到 resolveMethod_locked(inst, sel, cls, behavior),看是否实现了resolveInstanceMethod:方法,如果实现,会消息转发resolveInstanceMethod:,这样我们就能在resolveInstanceMethod:里面拦截到我们的消息(sel)
    • 如果还是没有实现resolveInstanceMethod,则会将forward_imp赋值给imp,返回imp

    以下是慢速查找流程图

    lookUpImpOrForward流程图.jpg

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