一 函数调用概述
Objective-C不支持多重继承(同Java和Smalltalk),而C++语言支持多重继承。 Objective-C是动态绑定,它的类库比C++要容易操作。Objective-C在运行时可以允许根据字符串名字来访问方法和类,还可以动态连接和添加类。 C++ 跟从面向对象编程里的Simula 67(一种早期OO语言)学派,而Objecive-C属于Smalltalk学派,Simula 67学派更安全,因为大部分错误可以在编译时查出。 在C++里,对象的静态类型决定你是否可以发送消息给它,而对Objective-C来说,由动态类型来决定。
Objective-C比C++ 更强调类型的动态性,虽然牺牲了一些执行性能,但由于模型清晰,而牺牲的这些性能可以在今天由更先进的编译技术来弥补。
二 消息的产生
在Objective-c中消息一直到运行时才能绑定到对应的函数:
[reveiver message];
编译器在处理时会将上面的表达式处理称下面这种形式:
objc_msgSend(receiver,selector);
如果方法有多个参数的时候会处理成下面这种形式:
objc_msgSend(receiver,selector,arg1,arg2,…….);
现在我们知道了在Objective-c中函数调用都会被编译器进行预处理,调用obj_msgSend函数进行消息的发送。这里需要弄明白的selector是什么东东?receiver是怎么样来调用指定的函数的,它在背后是怎样实现的?下面将逐一解释。
三 类对象中与消息有关的结构
首先看一下与消息传递有关的几个数据结构和数据类型。
1. struct objc_method_list **methodLists
在上一节中知道在类对象objc_class中有一个结构体 struct objc_method_list **methodLists ,它其实是方法的映射表。
struct objc_method_list { struct objc_method_list *obsolete int method_count struct objc_method method_list[1] }
在objc_method_list中包含一个objc_method结构体
struct objc_method { SEL method_name char *method_types IMP method_imp }
- (void) viewDidLoad { [super viewDidLoad]; //声明一个函数指针 void (*MyPrint)(id,SEL,NSString*); MyPrint = ( void (*)(id,SEL,NSString*) )[self methodForSelector:@selector(Print:)]; MyPrint(self,@selector(Print:),@"Hello World"); } - (void) Print:(NSString*) str { NSLog(@"%@",str); }
首先,编译器根据函数声明生成一个唯一函数ID,每个实例变量的第一个成员是isa,它指向类对象,在类对象中保存有该类所拥有的方法列表,通过生成的的函数ID可以找到其对应的函数地址,从而调用函数。如果在当前类对象的函数映射表中没有找到函数的话,就继续搜索其父类中(每个类对象的super_class 存储了父类的类对象地址),如果到达其根类还是没找到的话,会报运行时错误。 其过程如下图所示:
消息的成功传递依赖于两个重要的要素,通过实例中的 isa指针找到实例所属的类对象,然后通过类对象中的消息映射表找到所要调用的函数。
首先通过传递的selector参数找到消息映射表中的函数。然后调用函数,将实例的地址和参数传递给调用的这 个函数。最后返回返回值。
类类型的存在使objective-c拥有了运行时识别,动态创建,序列化等机制。
3.消息接收者对象(指向消息接收者对象的指针)以及方法中指定的参数传递给方法实现 IMP。
4.最后,将方法实现的返回值作为该函数的返回值返回。
注:编译器会自动插入调用消息函数objc_msgSend,我们无须在代码中显示调用该消息函数。
五 消息传递小结
到这里,我们已经大致明白了Objective-c 中消息的传递的整个过程。其实如果你熟悉MFC的话,你会发现Objective-c的运行时和MFC的RTTI挺像的。
下图是MFC的运行时机制,CRuntimeClass相当于Objectiv-c的object_clas类对象,在CRuntimeClass中有指向基类函数的指针,与MFC不同的是object_class没有类似与m_pNext_ClassMFC成员。
1.编译器会将消息转换为对消息函数 objc_msgSend的调用,该函数有两个主要的参数:消息接收者 receiver 和消息对应的方法ID,即SEL, 同时接收消息不定参数列表。
下面再做一下详细消息传递过程: