Runtime 运行时之一：消息传递

Posted 2020-06-14

什么是Runtime？

Runtime顾名思义即为运行时。就是系统运行时候的一些机制，它提供了一些使得对象之间能够传递消息的重要函数，其中最主要的就是消息机制了。相较于C语言而言，C语言使用的是“静态绑定”，函数的调用在编译期就能知道运行期所需要调用的函数了，编译完成之后就按照顺序执行（面向过程就是这么任性）。而OC使用的是“动态绑定”特性，也就是说编译器在编译期的时候无法决定运行期调用哪个函数，也就是说在编译阶段，OC可以调用任何函数，即使该函数未实现，但只要声明过就不会报错，而C语言则会报错（怎么能容忍它放纵，必须报错），对象在接收到消息之后，究竟该调用哪个方法完全由运行期决定，甚至可以在程序运行时改变（这里涉及到“消息转发”机制，下篇文章会讲述）。

Runtime相关原理

消息传递机制原理

Runtime所涉及到的范围比较广泛，本文只针对消息传递机制这点进行展开（终于开始重点啦。。。）。好了，我们开始重点。

OC中，当调用某个对象的方法时，其实质上就是向该对象发送了一条消息，比如：

id returnValue = [someObject messageName:paramater];

上面的例子是调用了someObject对象的messageName:方法，并且传入一个参数paramater，并将返回值赋值给id类型的returnValue。在首先介绍消息传递机制之前，先介绍下消息传递机制中所调用的核心函数：

void objc_msgSend(id self, SEL cmd, …)

该函数是个参数可变的函数，能接收两个及以上的参数，第一个参数代表方法接收者，第二个参数带便选择子（SEL是选择子的类型），后续参数则为方法调用所需要的相应参数。

编译器在看到刚才那个例子的消息后会转化成如下C语言函数：

id returnValue = objc_msgSend(someObject, @selector(messageName:), paramater);

objc_msgSend函数会依据接收者和选择子来调用适当的方法。首先在自己所属类中的缓存中查找相应方法，若找到就跳转；若缓存中查找不到，则从所属类的方法列表中查找，若在方法列表中找到，则直接跳转并将方法添加到缓存中(OC方法在第一次调用之后会添加到缓存中，以便后续调用该方法能够快速查找到，提高查找速度)；若方法列表中也查询不到，则沿着该对象的所属类的继承体系继续向上查找，等找到合适的方法之后跳转并加入到缓存中；如果最终还是找不到相符的方法，就会启动“消息转发”操作（本文不进行展开）。

在每个类中都会有这样一张表格，该表中以选择子的名称作为查找的“键”，每个“键”会对应唯一一个“值”，也即为函数实现（IMP），每次通过相应的“键”来从映射表中查找到对应的值进行返回，这种实现方式可以帮助我们快速定位到所需要的函数。