Runtime 中的消息机制

作者: Ticsmatic | 来源:发表于2017-08-19 14:31 被阅读82次

说道Objective-C里面的消息机制，大部分人都知道是调用方法其实就是发送消息，一个叫objc_msgSend的东西负责的。今天结合《编写高质量iOS与OS X代码的52个有效方法》趴一趴消息机制。

这就是语言的基因问题了Smalltalk，之前在一本叫《代码的未来》了解到Smalltalk是一门比较古老的语言，在 Smalltalk 中一切皆对象，一切调用都是发消息。在它之前有Lisp 和 FORTRAN、COBOL并称为“古代编程语言三巨头”。

Objective-C是在C的基础上，借鉴 Smalltalk 的面向对象与消息机制扩展出来的语言，就像Golang语言天生自带并发基因。

在Objective-C中，如果向某个对象传递消息，那就会在运行时使用动态绑定（dynamic binding）机制来决定需要调用的方法。但是到了底层具体实现，却是普通的C语言函数实现的。这个实现的函数就是objc_msgSend,该函数定义如下：

void objc_msgSend(id self, SEL cmd, ...)

这是一个参数个数可变的函数，第一参数代表接收者，第二个参数代表选择子（OC函数名），后续的参数就是消息（OC函数调用）中的那些参数

举例来说：

id return = [git commit:parameter];

上面的Objective-C方法在运行时会转换成如下函数：

id return = objc_msgSend(git, @selector(commit), parameter);

objc_msgSend函数会在接收者所属的类中搜寻其方法列表，如果能找到这个跟选择子名称相同的方法，就跳转到其实现代码，往下执行。若是当前类没找到，那就沿着继承体系继续向上查找，等找到合适方法之后再跳转，如果最终还是找不到，那就进入消息转发的流程去进行处理了。

说过了OC的函数调用实现，你会觉得消息转发要处理很多，尤其是在搜索上，幸运的是objc_msgSend在搜索这块是有做缓存的，每个OC的类都有一块这样的缓存，objc_msgSend会将匹配结果缓存在快速映射表(fast map)中，这样以来这个类一些频繁调用的方法会出现在fast map 中，不用再去一遍一遍的在方法列表中搜索了。
还有一个有趣的点，就是在底层处理发送消息的时候，有用到尾调用优化，大概原理就是在函数末尾调用某个不含返回值函数时，编译器会自动的不在栈空间上重新进行分配内存，而是直接释放所有调用函数内部的局部变量，然后直接进入被调用函数的地址。