Objective-C消息机制的原理

转自：http://my.oschina.net/amoyai/blog/94561

在Objective-C中，message与方法的真正实现是在执行阶段绑定的，而非编译阶段。编译器会将消息发送转换成对objc_msgSend方法的调用。

    objc_msgSend方法含两个必要参数：receiver、方法名（即：selector），如：

    [receiver message]; 将被转换为：objc_msgSend(receiver, selector);

 

    objc_msgSend方法也能hold住message的参数，如：

    objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, …);

  

    objc_msgSend方法会做按照顺序进行以下操作，以完成动态绑定：

1. 查找selector所指代的程序（方法的真正实现）。因为不同类对同一方法有不同的实现，所以对方法的真正实现的查找依赖于receiver的类
2. 调用该实现，并将一系列参数传递过去
3. 将该实现的返回值作为自己的返回值，返回之

    消息传递的关键是，编译器构建每个类和对象时所采用的数据结构。每个类都包含以下两个必要元素：

• 一个指向父类的指针
• 一个调度表（dispatch table）。该调度表将类的selector与方法的实际内存地址关联起来

 

    每个对象都有一个指向所属类的指针isa 。通过该指针，对象可以找到它所属的类，也就找到了其全部父类，如下图所示：

 

    当向一个对象发送消息时，objc_msgSend方法根据对象的isa 指针找到对象的类，然后在类的调度表（dispatch table）中查找selector。如果无法找到selector，objc_msgSend通过指向父类的指针找到父类，并在父类的调度表（dispatch table）中查找selector，以此类推直到NSObject 类。一旦查找到selector，objc_msgSend方法根据调度表的内存地址调用该实现。 通过这种方式，message与方法的真正实现在执行阶段才绑定。

 

    为了保证消息发送与执行的效率，系统会将全部selector和使用过的方法的内存地址缓存起来。每个类都有一个独立的缓存，缓存包含有当前类自己的 selector以及继承自父类的selector。查找调度表（dispatch table）前，消息发送系统首先检查receiver对象的缓存。

  缓存命中的情况下，消息发送（messaging）比直接调用方法（function call）只慢一点点点点。