iOS Runtime之消息传递

先上一张经典图：

messageSend.png

一、通过上图我们可以得到几个关键词：（Instance of Subclass）实例对象、（class）类对象、（meta）元类。

并有如下结论：
1、实例对象的isa指针指向其所属的class类，这个类本质也是一个对象，即类对象。
2、类对象的isa指针指向meta元类。
3、继承树上所有元类的isa指针都指向根类(一般是NSObject)的元类。
4、根类的元类的isa指针指向自己。
5、根类的元类的父类是根类本身，形成了一个闭环
6、根类的父类是nil。

二、

先定义几个变量

Son *s = [Son new];
Class metaSon = objc_getMetaClass("Son");

上面代码中s是实例对象、Son是类（类对象）、metaSon是元类。

我们先通过category给NSObject增加一个实例方法- (void)eat和一个类方法+ (void)eat。

值得注意的是

- (void)eat是添加在类对象NSObject的方法列表中的，

+ (void)eat则是添加在NSObject的元类的方法列表中的。

通过category添加的方法会在Runtime时动态添加在类的方法列表的最前端，消息传递时会先执行category添加的方法然后return，造成添加了相同名字的方法会覆盖掉原来的方法的假象，其实原来的方法还存在于方法列表中，只是位置靠后，被靠前的同名方法拦截了。

@interface NSObject (LiLi)

+ (void)eat;
- (void)eat;

@end

@implementation NSObject (LiLi)

- (void)eat
{
    NSLog(@"lili eat shit");
}

+ (void)eat
{
    NSLog(@"lili eat shit plus");
}

@end

Father类继承于NSObject，并重写了- (void)eat方法；

@interface Father : NSObject

@end

@implementation Father

- (void)eat
{
    NSLog(@"father eat food");
}

@end

Son类继承于Father。

@interface Son : Father

@end

@implementation Son

@end

下面分析如下代码会输出什么

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    Son *s = [Son new];
    [s eat];
    }
@end

消息传递通过Runtime实现，[s eat]在运行时会转换为objc_msgSend(s,eat)，执行流程为：
1、通过s的isa指针找到其所属的类即Son，然后在Son的方法列表中查找eat方法，如果找到eat则执行，否则进行第二步。
2、通过Son的super_class指针找到其父类Father，然后在Father的方法列表中查找eat方法，如果找到eat则执行，否则沿着其继承树一直向上查找。
3、如果一直查找到根类(一般为NSObject)还是没有查找到eat方法，则进入消息转发流程，后面会介绍消息转发的三次机会。

在上例中NSObject通过category添加了实例方法- (void)eat，Father类中重写了- (void)eat方法，而Son类中无任何实现。

所以根据上述消息传递过程，会打印出Father类里重写的eat方法：

father eat food

如果Son类中重写了eat方法则会执行Son类里的eat方法，如果Son类和Father类都没有重写eat方法，则执行NSObject (LiLi)里的eat方法。

再看如下代码，同样的分类增加两个方法,其中+ (void)eat只有声明，没有实现。

@interface NSObject (LiLi)

+ (void)eat;
- (void)eat;

@end

@implementation NSObject (LiLi)

- (void)eat
{
    NSLog(@"lili eat shit");
}

@end

Father类继承于NSObject

@interface Father : NSObject

@end

@implementation Father

@end

Son类继承于Father。

@interface Son : Father

@end

@implementation Son

@end

下面分析如下代码会输出什么？

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    Class metaSon = objc_getMetaClass("Son");
    [Son eat];
    }
@end

我们执行的是+ (void)eat类方法，消息传递时却执行了实例方法- (void)eat，故打印如下：

lili eat shit

分析如下：
类方法+ (void)eat的消息传递流程类似于上述流程，特殊的地方在于NSObject的元类的父类是NSObject本身，我们前面第5点结论说过NSObject和NSObject的元类形成了一个闭环，所以NSObject的类方法在此处可以传递到NSObject的实例方法上。

Runtime时 [Son eat]在运行时会转换为objc_msgSend(Son,eat)，搜索的是继承树上所有元类的方法列表：
1、通过Son的isa指针找到其所属的元类即metaSon，然后在metaSon的方法列表中查找+ (void)eat方法，如果找到+ (void)eat则执行，否则进行第二步。
2、通过metaSon的super_class指针找到其父类即Father的元类，然后在Father的元类方法列表中查找+ (void)eat方法，如果找到+ (void)eat则执行，否则沿着其继承树一直向上查找。
3、如果一直查找到根类(NSObject的元类)还是没有查找到+(void)eat方法，则会去NSObject的元类的父类(即NSObject本身)中查找实例方法- (void)eat，此处类方法传递为实例方法，还是比较特殊的。

以上。