前言
在上一篇iOS底层之objc_msgSend消息快速查找中，我们分析了消息的快速查找流程，如果快速查找流程查找不到，就会进入到慢速查找流程，接下来我们分析下慢速查找流程。
慢速查找流程分析之汇编部分
在快速查找流程中，如果没有找到方法实现，无论是走到CheckMiss还是JumpMiss，最终都会走到__objc_msgSend_uncached汇编函数
继续在objc-msg-arm64.s文件中查找__objc_msgSend_uncached的汇编实现，其中的核心是MethodTableLookup（即查询方法列表），其源码如下
END_ENTRY __objc_msgSend_uncached
STATIC_ENTRY __objc_msgLookup_uncached
UNWIND __objc_msgLookup_uncached, FrameWithNoSaves
// THIS IS NOT A CALLABLE C FUNCTION
// Out-of-band p16 is the class to search
MethodTableLookup
ret
END_ENTRY __objc_msgLookup_uncached
然后搜索MethodTableLookup的汇编实现，其中的核心是_lookUpImpOrForward，汇编源码实现如下
.macro MethodTableLookup
// push frame
SignLR
stp fp, lr, [sp, #-16]!
mov fp, sp
// save parameter registers: x0..x8, q0..q7
sub sp, sp, #(10*8 + 8*16)
stp q0, q1, [sp, #(0*16)]
stp q2, q3, [sp, #(2*16)]
stp q4, q5, [sp, #(4*16)]
stp q6, q7, [sp, #(6*16)]
stp x0, x1, [sp, #(8*16+0*8)]
stp x2, x3, [sp, #(8*16+2*8)]
stp x4, x5, [sp, #(8*16+4*8)]
stp x6, x7, [sp, #(8*16+6*8)]
str x8, [sp, #(8*16+8*8)]
// lookUpImpOrForward(obj, sel, cls, LOOKUP_INITIALIZE | LOOKUP_RESOLVER)
// receiver and selector already in x0 and x1
mov x2, x16
mov x3, #3
bl _lookUpImpOrForward
// IMP in x0
mov x17, x0
// restore registers and return
ldp q0, q1, [sp, #(0*16)]
ldp q2, q3, [sp, #(2*16)]
ldp q4, q5, [sp, #(4*16)]
ldp q6, q7, [sp, #(6*16)]
ldp x0, x1, [sp, #(8*16+0*8)]
ldp x2, x3, [sp, #(8*16+2*8)]
ldp x4, x5, [sp, #(8*16+4*8)]
ldp x6, x7, [sp, #(8*16+6*8)]
ldr x8, [sp, #(8*16+8*8)]
mov sp, fp
ldp fp, lr, [sp], #16
AuthenticateLR
.endmacro
然后我们搜索一下这个方法，发现只有调用方法的地方，没有实现的地方，猜测这个方法是C/C++的方法，所以我们去掉方法前面的下划线然后全局搜索。
注：
1、C/C++中调用汇编，去查找汇编时，C/C++调用的方法前面需要多加一个下划线
2、汇编中调用C/C++方法时，去查找C/C++方法，需要将汇编调用的方法前面去掉一个下划线
慢速查找流程分析之C/C++部分
通过全局搜索，最后在objc-runtime-new.mm文件中找到了源码实现，这是一个c实现的函数
IMP lookUpImpOrForward(id inst, SEL sel, Class cls, int behavior)
{
// 定义的消息转发
const IMP forward_imp = (IMP)_objc_msgForward_impcache;
IMP imp = nil;
Class curClass;
runtimeLock.assertUnlocked();
// 快速查找，如果找到则直接返回imp
//目的：防止多线程操作时，刚好调用函数，此时缓存进来了
if (fastpath(behavior & LOOKUP_CACHE)) {
imp = cache_getImp(cls, sel);
if (imp) goto done_nolock;
}
//加锁，目的是保证读取的线程安全
runtimeLock.lock();
//判断是否是一个已知的类：判断当前类是否是已经被认可的类，即已经加载的类
checkIsKnownClass(cls);
//判断类是否实现，如果没有，需要先实现，此时的目的是为了确定父类链，方便后续的查找
if (slowpath(!cls->isRealized())) {
cls = realizeClassMaybeSwiftAndLeaveLocked(cls, runtimeLock);
}
//判断类是否初始化，如果没有，需要先初始化
if (slowpath((behavior & LOOKUP_INITIALIZE) && !cls->isInitialized())) {
cls = initializeAndLeaveLocked(cls, inst, runtimeLock);
}
runtimeLock.assertLocked();
curClass = cls;
//----查找类的缓存
// unreasonableClassCountt 一个足够大的值，只要比继承链类的个数大，就循环有效）
for (unsigned attempts = unreasonableClassCount();;) {
//---当前类方法列表（采用二分查找算法），如果找到，则返回，将方法缓存到cache中
Method meth = getMethodNoSuper_nolock(curClass, sel);
if (meth) {
imp = meth->imp;
goto done;
}
//当前类 = 当前类的父类，并判断父类是否为nil
if (slowpath((curClass = curClass->superclass) == nil)) {
//--未找到方法实现，跳出循环，进入动态方法决议流程
imp = forward_imp;
break;
}
// 防止进入死循环
if (slowpath(--attempts == 0)) {
_objc_fatal("Memory corruption in class list.");
}
// --父类缓存
imp = cache_getImp(curClass, sel);
if (slowpath(imp == forward_imp)) {
// 如果在父类中找到了forward，则停止查找，且不缓存，进入动态方法决议流程
break;
}
if (fastpath(imp)) {
//如果在父类中，找到了此方法，将其存储到cache中
goto done;
}
}
//没有找到方法实现，尝试一次方法解析
if (slowpath(behavior & LOOKUP_RESOLVER)) {
//动态方法决议的控制条件，表示流程只走一次
behavior ^= LOOKUP_RESOLVER;
return resolveMethod_locked(inst, sel, cls, behavior);
}
done:
//存储到缓存
log_and_fill_cache(cls, imp, sel, inst, curClass);
//解锁
runtimeLock.unlock();
done_nolock:
if (slowpath((behavior & LOOKUP_NIL) && imp == forward_imp)) {
return nil;
}
return imp;
}
通过对上面代码的分析，我们可以得出慢速转发主要分为以下几步
step1：cache缓存中进行查找，即快速查找，找到则直接返回imp，否则进入下一步。
我们看下cache_getImp方法的源码实现
STATIC_ENTRY _cache_getImp
//通过isa指针得到class信息
GetClassFromIsa_p16 p0
//快速查找流程，参数为GETIMP
CacheLookup GETIMP, _cache_getImp
LGetImpMiss:
mov p0, #0
ret
END_ENTRY _cache_getImp
通过iOS底层之objc_msgSend消息快速查找我们可以分析得出
- 如果
没有找到方法实现，则会进入到JumpMiss $0或CheckMiss $0，因为$0=GETIMP，所在最终会执行LGetImpMiss，返回nil。
step2：校验cls
- 是否是
已知类，如果不是，则报错 - 类是否
实现，如果没有，则需要先实现，然后确定其继承链，此时实现的目的是为了确定继承链、ro、以及rw等，方法后续数据的读取以及根据继承链递归查找 - 是否
初始化，如果没有，则初始化
step3：for循环，按照类继承链 或者 元类继承链的顺序查找
- 当前cls的
方法列表中使用二分查找算法查找方法，如果找到，则进入cache写入流程，并返回imp，如果没有找到，则返回nil - 当前
cls被赋值为父类，如果父类等于nil，则imp = 消息转发，并终止递归，进入step4 - 父类缓存中查找方法
- 如果
未找到，则重复step3 - 如果
已找到，则判断是否是forward_imp，如果是则进入动态方法决议流程，如果不是forward_imp，则将imp存入cache中，然后返回imp。
- 如果
step4：判断是否执行过动态方法解析
- 如果
没有，执行动态方法解析 - 如果执行过一次
动态方法解析，则走到消息转发流程
消息慢速转发流程图
以上就是方法的慢速查找流程，下面我们来详细解释下二分查找算法
二分查找算法
我们接下来看下慢速查找流程中相关的二分查找算法核心源码
ALWAYS_INLINE static method_t *
findMethodInSortedMethodList(SEL key, const method_list_t *list)
{
ASSERT(list);
const method_t * const first = &list->first;
const method_t *base = first;
const method_t *probe;
uintptr_t keyValue = (uintptr_t)key;
uint32_t count;
//base相当于low，count是max，probe是middle，这就是二分
for (count = list->count; count != 0; count >>= 1) {
//从首地址+下标 --> 移动到中间位置（count >> 1 左移1位即 count/2 = 4）
probe = base + (count >> 1);
uintptr_t probeValue = (uintptr_t)probe->name;
//如果查找的key的keyvalue等于中间位置（probe）的probeValue，则直接返回中间位置
if (keyValue == probeValue) {
// -- while 平移 -- 查找分类重名方法
while (probe > first && keyValue == (uintptr_t)probe[-1].name) {
//查找分类重名方法（方法的存储是先存储分类方法，再存储类方法，所以会优先执行分类的同名方法）
//如果是两个分类，就看谁先进行加载
probe--;
}
return (method_t *)probe;
}
//如果keyValue 大于 probeValue，就往probe即中间位置的右边查找
if (keyValue > probeValue) {
base = probe + 1;
count--;
}
}
return nil;
}
算法原理简述为：从第一次查找开始，每次都取中间位置，与想查找的key的value值作比较，如果相等，则需要查找分类同名方法，然后将查询到的位置的方法实现返回，如果不相等，则需要继续二分查找，如果循环至count = 0还是没有找到，则直接返回nil。总结流程如下
二分查找流程图