runtime---实例对象、类对象与元类对象&消息传递&消息转发

类对象与元类对象的区别和联系

• 类对象存储的是实例方法列表，元类对象存储的是类方法列表
• 实例对象是objc_object结构，其中的isa指针指向其类对象，类对象是objc_class结构，objc_class是继承自objc_object结构，因此也有isa指针，其isa指针指向其元类对象，从而可以访问类方法
• 类对象和元类对象都是objc_class数据结构的
• 元类对象的isa指针都指向根元类对象，包括根元类对象自身
• 根元类对象的superclass指针，指向的是根类对象
• 根类对象的superclass指针，指向nil

当调用的类方法没有时，但是有同名的实例方法存在，那么会不会导致崩溃？

• 不会崩溃，当调用类方法时，会依次调用元类对象中的类方法列表，直至找到根元类对象的类方法列表，但是仍然没有找到时，会根据元类对象的superclass指针指向的根类对象的方法列表中去找同名的实例方法列表

消息传递流程

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface Mobile : NSObject

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END


#import "Mobile.h"

@implementation Mobile

@end

#import "Mobile.h"

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface Phone : Mobile

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

#import "Phone.h"

@implementation Phone
- (instancetype)init {
    self = [super init];
    if (self) {
        NSLog(@"%@",NSStringFromClass([self class])); //self isa指向类对象Phone ->NSObject类对象方法列表
        NSLog(@"%@",NSStringFromClass([super class])); //super isa指向类对象
    }
    return self;
}
@end

• [self class]根据phone实例的isa指针，找到类对象，在类对象的缓存方法列表或实例方法列表中去寻找class这个方法
• 本身是没有的，然后通过类对象中的superclass指针向其父类mobile中去寻找方法
• mobile类中也是没有的，顺次查到，直至知道根类对象NSObject，有该方法的实现，调用这个方法的实现，最终返回给接收者receiver，即phone实例对象，打印结果为：Phone
• [super class]会调用msgsendSuper这个函数，会从Phone类的父类对象方法列表中去查找，其中第一个固定参数是结构体objc_super,该结构体中有一个 id receiver成员，接收者仍然是Phone的实例对象，因此最终打印结果也为：Phone

消息传递流程图.png

消息传递--缓存查找流程

• 通过给定的方法选择器SEL，作为key，通过hash算法，及通过一个hash函数cache_key_t来获取到对应的bucket_t结构在cache_t中的位置索引，从而获取到bucket_t，最终获取到bucket_t中的IMP函数指针
  f(key) = key & mask

消息传递--当前类对象中的查找流程

• 在当前类对象的方法列表中，对于已排序好的列表，采用二分查找算法查找方法对应执行函数
• 对于没有排序好的列表，采用一般遍历查找方法对应执行函数

消息传递--父类逐级查找流程

• 通过当前类对象的superclass指针逐级向父类查找，判断父类是否为空，如果为空则结束

消息转发流程

• 对于实例方法的转发流程

  
  
  

  消息转发流程.png

#import 

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface RuntimeObject : NSObject

- (void)test;

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END


#import "RuntimeObject.h"

@implementation RuntimeObject

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    if (sel == @selector(test)) {
        return NO;
    }else {
        return [super resolveInstanceMethod:sel];
    }
}

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    return nil;
}

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    
    if (aSelector == @selector(test)) {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }else {
        return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
    }
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    
}
@end