OC消息机制解析

消息机制是OC Runtime的一个重要机制

OC中的对象在调用方法时，如[myObj testMethod:arg]，在编译阶段，编译器并不清楚方法testMethod:在哪里，方法调用实际是在运行时才向myObj发送消息。编译器将代码转为objc_msgSend(myObj, @selector(testMethod:), arg), 在objc_msgSend函数中，通过myObj找到testMethod:函数的地址，调用函数，若无法找到，则抛出异常。

如何通过对象找到调用函数的地址？

@selector(testMethod:)会返回一个SEL变量，该变量以char *的形式将方法对应成一个唯一的值，这个值会以key-value的形式标识对应的函数地址

NSObject的成员属性中有一个指向对象的类的指针isa，如下：

由于NSObject是所有类的根类，那么任何类的实例都会有一个指向实例的类的isa指针，类在c中是以struct的形式存在，可以在中找到objc_class：

objc_class中包含了

isa: 类的isa指向它的metaclass

super_class：指向类的超类

name: 类名

version: 类的版本信息，初始化默认为0，可以通过runtime函数class_setVersion和class_getVersion进行修改、读取

info: 一些标识信息,如CLS_CLASS (0x1L) 表示该类为普通 class ，其中包含对象方法和成员变量;CLS_META (0x2L) 表示该类为metaclass，其中包含类方法

instance_size: 该类的实例变量大小(包括从父类继承下来的实例变量)

ivars: 用于存储每个成员变量的地址

methodLists: 与 info 的一些标志位有关,如CLS_CLASS (0x1L),则存储对象方法，如CLS_META (0x2L)，则存储类方法

cache: 指向最近使用的方法的指针，用于提升效率

protocols: 存储该类遵守的协议

在程序运行时会给每个类的结构体分配一块空间，对象的isa指向的就是这块空间，所以当发送调用方法的消息后，runtime库会通过对象的isa找到类的结构体，然后通过SEL查找函数，先去objc_class的cache中查找，若不能找到，再去methodList中查找，若还不能找到，再去superClass中查找，找到后会将method放到对应objc_class的cache中，方便下次查找。

如果代码调用的是类方法，比如[NSString string]，那么objc_msgSend的第一个参数会传入该类的objc_class，然后通过它所指向的meta class去查找类方法。meta class用来存储类方法，类的元类会继承于类的超类的元类，类的元类的元类就是类的根类的元类，根类的superClass为null，根类的元类的isa指向它自己。如下图：