发送消息(objc_msgSend(id self,SEL _cmd) )方法的底层实现

OC调用方法

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        Persion *persion = [[Persion alloc] init];
        [persion teset];
    }
    return 0;
}

进行clang 成c++文件

//终端命令
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-cpp.cpp

结果如下

int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 

        Persion *persion = ((Persion *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)((Persion *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("Persion"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init"));

        ((void (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)persion, sel_registerName("teset"));

    }
    return 0;
}

进行代码简化 结果如下

      [persion teset];
      objc_msgSend(persion, sel_registerName("teset"));

可以看到是执行的是objc_msgSend()方法,第一个参数是消息接受者(receive)persion, 第二个参数是方法签名sel_registerName("teset")

那么下面研究一下objc_msgSend()方法

---

objc最新版本(即版本号最大的)源码(源码下载地址)

---

找到如下_objc_msgSend函数入口,可以看到这一段是用汇编写的

image.png

接下来我用图解走一下流程

屏幕快照 2019-02-20 下午1.57.23.png

屏幕快照 2019-02-20 下午2.06.02.png

最终走到了IMP lookUpImpOrForward(Class cls, SEL sel, id inst, bool initialize, bool cache, bool resolver)这个函数

屏幕快照 2019-02-20 下午2.11.11.png

这个方法里面的重点看这一段代码 主要分3个阶段

• 第一个阶段

消息发送

retry:    
  runtimeLock.assertLocked();

   // Try this class's cache.
   //从这个类的方法缓存里面查找当前调用的方法
   imp = cache_getImp(cls, sel);
   //如果查找到就返回函数地址imp
   if (imp) goto done;
     
   //如果从缓存里面没有找到, 就到当前这个类的类对象方法列表里面查找
   // Try this class's method lists.
   {
      Method meth = getMethodNoSuper_nolock(cls, sel);
     if (meth) {
        //如果找到了,先缓存方法到类的方法缓存里面,再返回imp
        log_and_fill_cache(cls, meth->imp, sel, inst, cls);
          imp = meth->imp;
           goto done;
       }
   }
    
    //如果还是找不到, 就从当前类的父类的类对象方法列表中进行查找, 并逐层往父级查找
   // Try superclass caches and method lists.
   {
       unsigned attempts = unreasonableClassCount();
       for (Class curClass = cls->superclass;
            curClass != nil;
            curClass = curClass->superclass)
       {
           // Halt if there is a cycle in the superclass chain.
           if (--attempts == 0) {
               _objc_fatal("Memory corruption in class list.");
           }
           
           // Superclass cache.  从缓存里面查找
           imp = cache_getImp(curClass, sel);
           if (imp) {
               if (imp != (IMP)_objc_msgForward_impcache) {
                   // Found the method in a superclass. Cache it in this class. 放入当前类的方法缓存里面
                   log_and_fill_cache(cls, imp, sel, inst, curClass);
                   goto done;
               }
               else {
                   // Found a forward:: entry in a superclass.
                   // Stop searching, but don't cache yet; call method 
                   // resolver for this class first.
                   break;
               }
           }
           
           // Superclass method list. 从curClass 类对象方法列表里面查找方法
           Method meth = getMethodNoSuper_nolock(curClass, sel);
           if (meth) {//查到了缓存给当前类   并返回imp
               log_and_fill_cache(cls, meth->imp, sel, inst, curClass);
              imp = meth->imp;
               goto done;
           }
       }
   }

• 第二个阶段

动态解析

   // No implementation found. Try method resolver once.
   if (resolver  &&  !triedResolver) {
       runtimeLock.unlock();
       _class_resolveMethod(cls, sel, inst);
       runtimeLock.lock();
       // Don't cache the result; we don't hold the lock so it may have 
       // changed already. Re-do the search from scratch instead.
       triedResolver = YES;
       goto retry;
   }

• 第三阶段:

消息转发

   // No implementation found, and method resolver didn't help. 
   // Use forwarding.
   imp = (IMP)_objc_msgForward_impcache;
   cache_fill(cls, sel, imp, inst);

这是 goto done 是来到这里

done:
   runtimeLock.unlock();

   return imp;

第一个阶段的就是在查找方法具体查找流程如图

_cache_getImp 这个函数也是汇编写的, 具体执行流程会执行到上图中的CacheLookup 函数

屏幕快照 2019-02-20 下午3.01.14.png

第二个阶段是动态解析

_class_resolveMethod(cls, sel, inst);

void _class_resolveMethod(Class cls, SEL sel, id inst)
{
    if (! cls->isMetaClass()) {//不是元类 

        // try [cls resolveInstanceMethod:sel]
        //这里会调用类方法的resolveInstanceMethod 方法
        _class_resolveInstanceMethod(cls, sel, inst);
    } 
    else {
        // 如果是元类 , 则调用类方法的resolveClassMethod这个方法
        // try [nonMetaClass resolveClassMethod:sel]
        // and [cls resolveInstanceMethod:sel]
        _class_resolveClassMethod(cls, sel, inst);
        if (!lookUpImpOrNil(cls, sel, inst, 
                            NO/*initialize*/, YES/*cache*/, NO/*resolver*/)) 
        {
            _class_resolveInstanceMethod(cls, sel, inst);
        }
    }
}

动态解析的具体代码实现 演示代码地址

- (void)other{
    NSLog(@"%s",__func__);
}

//消息动态解析
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    if (sel == @selector(test)) {

        Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(other));

        class_addMethod(self, sel, method_getImplementation(method), method_getTypeEncoding(method));

        return YES;

    }
   return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

第三个阶段是消息转发

_objc_msgForward_impcache 这个函数的调用

    STATIC_ENTRY __objc_msgForward_impcache

    // No stret specialization.
    b   __objc_msgForward

    END_ENTRY __objc_msgForward_impcache

从这个会最终跟到__forwording__就不开源了

消息转发的具体用法代码实现 演示代码地址

//消息转发
//第一种1.0
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
    if (aSelector == @selector(test)) {
        //返回值为nil,相当于没有实现这个方法
        return [[Cat alloc] init];
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

//第二种2.0
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
    //返回方法签名
    return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v16@:"];
}
//NSInvocation 里面包含了: 方法调用者,方法名,参数
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
    //修改方法调用者
    anInvocation.target = [[Cat alloc] init];
    //调用方法
    [anInvocation invoke];
}