14 runtime之方法详解

序言

• Objective-C是一门动态性比较强的编程语言，跟C、C++等语言有着很大的不同
• Objective-C的动态性是由Runtime API来支撑的
• Runtime API提供的接口基本都是C语言的，源码由C\C++\汇编语言编写

Class的结构

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class_rw_t

class_rw_t里面的methods、properties、protocols是二维数组，是可读可写的，包含了类的初始内容、分类的内容

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class_ro_t

class_ro_t里面的baseMethodList、baseProtocols、ivars、baseProperties是一维数组，是只读的，包含了类的初始内容

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method_t

method_t是对方法\函数的封装

struct method_t {
  SEL name;  // 函数名
  const char *types;  // 编码 （返回值类型，参数类型）
  IMP imp;  // 指向函数的指针（函数地址）
};

1. SEL代表方法\函数名，一般叫做选择器，底层结构跟char *类似

• 可以通过@selector()和sel_registerName()获得
• 可以通过sel_getName()和NSStringFromSelector()转成字符串
• 不同类中相同名字的方法，所对应的方法选择器是相同的

typedef struct objc_selector *SEL;

2. types包含了函数返回值、参数编码的字符串

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3. IMP 代表函数的具体实现

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4. Type Encoding

iOS中提供了一个叫做@encode的指令，可以将具体的类型表示成字符串编码

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• 1.SEL代码例子如下

// 1.SEL
SEL sel1 = sel_registerName("test");
SEL sel2 = @selector(test);
NSLog(@"%p %p %p",@selector(test),@selector(test),sel1);

运行结果如下

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SEL只是一个方法字符串，和属于哪个类，或者通过runtime获取都没有关系，他们的内存地址都是一样的

• 2.IMP代码例子如下

@interface Person : NSObject
- (void)test;
@end

@implementation Person
- (void)test {
    NSLog(@"%s",__func__);
}
@end

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
#import "Person.h"
#import "MJClassInfo.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *person = [[Person alloc] init];

        mj_objc_class *cls = (__bridge mj_objc_class *)[Person class];
        class_rw_t *data = cls->data();

        // 2.IMP
        [person test];

        NSLog(@"end");
    }
    return 0;
}

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可以知道IMP指向类的第一个方法地址

• 3.types代码例子如下

@interface Person : NSObject
- (void)test;
// "i24@0:8i16f20"
// 0id 8SEL 16int 20float  == 24
- (int)test:(int)age height:(float)height;
@end

@implementation Person
- (void)test {
    NSLog(@"%s",__func__);
}
- (int)test:(int)age height:(float)height {
    return age + height;
}
@end

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
#import "Person.h"
#import "MJClassInfo.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *person = [[Person alloc] init];

        mj_objc_class *cls = (__bridge mj_objc_class *)[Person class];
        class_rw_t *data = cls->data();

        // 3.types
        [person test:100 height:100];

        NSLog(@"end");
    }
    return 0;
}

运行结果如下

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"i24@0:8i16f20"
0id 8SEL 16int 20float == 24

• (int)test:(int)age height:(float)height;

三 方法缓存

Class内部结构中有个方法缓存（cache_t），用散列表（哈希表）来缓存曾经调用过的方法，可以提高方法的查找速度

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• _mask的长度代码例子佐证
  分别建三个类并且有继承关系GoodStudent -> Student -> Person,并且内部都有一个打印方法，详情见项目连接地址

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Person.h"
#import "Student.h"
#import "GoodStudent.h"
#import "MJClassInfo.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        GoodStudent *goodStudent = [[GoodStudent alloc] init];
        mj_objc_class *goodStudentClass = (__bridge mj_objc_class *)[GoodStudent class];

        [goodStudent goodStudentTest];
        [goodStudent studentTest];
        [goodStudent personTest];

         NSLog(@"--------------------------");
    }
    return 0;
}

打印结果

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• 2.bucket的佐证

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        GoodStudent *goodStudent = [[GoodStudent alloc] init];
        mj_objc_class *goodStudentClass = (__bridge mj_objc_class *)[GoodStudent class];

        // 1\. _mask的数量
        [goodStudent goodStudentTest];
        [goodStudent studentTest];
        [goodStudent personTest];
        [goodStudent goodStudentTest];
        [goodStudent studentTest];
        [goodStudent personTest];
        NSLog(@"--------------------------");

        // 2.打印bucket_t的值
        cache_t cache = goodStudentClass->cache;
        bucket_t *buckets = cache._buckets;
        for (int i = 0; i <= cache._mask; i++) {
            bucket_t bucket = buckets[I];
            NSLog(@"%s %p", bucket._key, bucket._imp);
        }
    }
    return 0;
}

打印结果

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• 3.cache.imp通过哈希表找对应方法佐证

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        GoodStudent *goodStudent = [[GoodStudent alloc] init];
        mj_objc_class *goodStudentClass = (__bridge mj_objc_class *)[GoodStudent class];

        // 1\. _mask的数量
        [goodStudent goodStudentTest];
        [goodStudent studentTest];
        [goodStudent personTest];
        [goodStudent goodStudentTest];
        [goodStudent studentTest];
        [goodStudent personTest];
        NSLog(@"--------------------------");

        // 3.通过cache.imp找到方法
        cache_t cache = goodStudentClass->cache;
        NSLog(@"%s %p", @selector(personTest), cache.imp(@selector(personTest)));
        NSLog(@"%s %p", @selector(studentTest), cache.imp(@selector(studentTest)));
        NSLog(@"%s %p", @selector(goodStudentTest), cache.imp(@selector(goodStudentTest)));

        NSLog(@"end");
    }
    return 0;
}

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缓存查找

• objc-cache.mm
• bucket_t * cache_t::find(cache_key_t k, id receiver)

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本文参考:
路飞_Luck (https://www.jianshu.com/p/07f7b96bb03f)
以及借鉴MJ的教程视频
非常感谢.

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项目连接地址
runtime-method详解
runtime-cache