【转】Objective-C消息机制的原理
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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:
- 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
- 调用该实现,并将一系列参数传递过去
- 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。