iOS runtime（理论篇）

一.从objc_msgSend开始说

[receiver message] 
//会被编译器转化为
objc_msgSend(receiver, selector)

所以当我们调用一个方法时，会执行的过程大致如下：
1.rutime系统会把方法调用转化为消息发送，并且把方法的调用者，和方法选择器，当做参数传递过去。
2.方法的调用者会通过isa 指针来找到所属的类，然后在 cache 或者 methodLists 中查找该方法，找得到就跳到对应的方法去执行。
3.如果在类中没找到该方法，则通过super_class 往上一级超类查找。如果一直找到 NSObject 都没有找到该方法的话，可能就会触发到消息转发。

二. runtime 的术语的数据结构

上面讲的是执行过程里面有一些术语接下来大概介绍下。

1.SEL

selector 是方法选择器，其实作用就和名字一样，日常生活中，我们通过人名辨别谁是谁。
Objective-C在编译的时候，会根据方法的名字，生成一个用来区分这个方法的唯一的一个ID，这个ID就是SEL类型的。我们需要注意的是，只要方法的名字相同，那么它们的ID都是相同的。就是说，不管是超类还是子类，不管是有没有超类和子类的关系，只要名字相同那么ID就是一样的。

    -(void)setWidth:(int)width；   
    -(void)setWidth:(double)width；

这样的函数则被认为是一种编译错误，而这最终导致了一个非常非常奇怪的Objective-C特色的函数命名：

    -(void)setWidthIntValue:(int)width；   
    -(void)setWidthDoubleValue:(double)width；

本质上，SEL只是一个指向方法的指针，它的存在只是为了加快方法的查询速度。

2.Class

Class 其实是指向 objc_class 结构体的指针

3.Method

Method 代表类中某个方法的类型

4.Ivar

Ivar 是表示成员变量的类型。

5.IMP

它就是一个函数指针，这是由编译器生成的。当你发起一个 ObjC 消息之后，最终它会执行的那段代码，就是由这个函数指针指定的。而 IMP 这个函数指针就指向了这个方法的实现。
如果得到了执行某个实例某个方法的入口，我们就可以绕开消息传递阶段，直接执行方法，这在后面 Cache 中会提到。
你会发现 IMP 指向的方法与 objc_msgSend 函数类型相同，参数都包含 id 和 SEL 类型。每个方法名都对应一个 SEL 类型的方法选择器，而每个实例对象中的 SEL 对应的方法实现肯定是唯一的，通过一组 id和 SEL 参数就能确定唯一的方法实现地址。
而一个确定的方法也只有唯一的一组 id 和 SEL 参数。

6.Cache

Cache 为方法调用的性能进行优化，每当实例对象接收到一个消息时，它不会直接在 isa 指针指向的类的方法列表中遍历查找能够响应的方法，因为每次都要查找效率太低了，而是优先在 Cache 中查找。
Runtime 系统会把被调用的方法存到 Cache 中，如果一个方法被调用，那么它有可能今后还会被调用，下次查找的时候就会效率更高。就像计算机组成原理中 CPU 绕过主存先访问 Cache 一样。