Runtime的入门与应用之四-相关术语
来源:互联网 发布:大英百科全书软件 编辑:程序博客网 时间:2024/05/29 10:16
SEL
它是selector
在 Objc 中的表示(Swift 中是 Selector 类)。selector 是方法选择器,其实作用就和名字一样,日常生活中,我们通过人名辨别谁是谁,注意 Objc 在相同的类中不会有命名相同的两个方法。selector 对方法名进行包装,以便找到对应的方法实现。它的数据结构是:
- 1
- 2
我们可以看出它是个映射到方法的 C 字符串,你可以通过 Objc 编译器器命令@selector()
或者 Runtime 系统的 sel_registerName
函数来获取一个 SEL
类型的方法选择器。
注意:
不同类中相同名字的方法所对应的 selector 是相同的,由于变量的类型不同,所以不会导致它们调用方法实现混乱。
id
id 是一个参数类型,它是指向某个类的实例的指针。定义如下:
- 1
- 2
- 3
以上定义,看到 objc_object
结构体包含一个isa
指针,根据 isa 指针就可以找到对象所属的类。
注意:
isa 指针在代码运行时并不总指向实例对象所属的类型,所以不能依靠它来确定类型,要想确定类型还是需要用对象的 -class 方法。
PS : KVO 的实现机理就是将被观察对象的 isa 指针指向一个中间类而不是真实类型。
Class
- 1
- 2
Class 其实是指向 objc_class
结构体的指针。objc_class 的数据结构如下:
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
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- 8
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- 11
- 12
- 13
- 14
从 objc_class 可以看到,一个运行时类中关联了它的父类指针、类名、成员变量、方法、缓存以及附属的协议。
其中 objc_ivar_list
和 objc_method_list
分别是成员变量列表
和方法列表
:
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
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- 17
- 18
- 19
由此可见,我们可以动态修改 *methodList
的值来添加成员方法,这也是 Category 实现的原理,同样解释了 Category 不能添加属性的原因。这里可以参考下美团技术团队的文章:深入理解 Objective-C: Category。
objc_ivar_list
结构体用来存储成员变量的列表,而 objc_ivar
则是存储了单个成员变量的信息;同理,objc_method_list
结构体存储着方法数组的列表,而单个方法的信息则由 objc_method
结构体存储。
值得注意的时,objc_class
中也有一个 isa 指针,这说明 Objc 类本身也是一个对象。为了处理类和对象的关系,Runtime 库创建了一种叫做 Meta Class(元类)
的东西,类对象所属的类就叫做元类。Meta Class 表述了类对象本身所具备的元数据。
我们所熟悉的类方法,就源自于 Meta Class。我们可以理解为类方法就是类对象的实例方法。每个类仅有一个类对象,而每个类对象仅有一个与之相关的元类。
当你发出一个类似 [NSObject alloc](类方法)
的消息时,实际上,这个消息被发送给了一个类对象(Class Object),这个类对象必须是一个元类的实例,而这个元类同时也是一个根元类(Root Meta Class)的实例。所有元类的 isa 指针最终都指向根元类。
所以当 [NSObject alloc]
这条消息发送给类对象的时候,运行时代码 objc_msgSend()
会去它元类中查找能够响应消息的方法实现,如果找到了,就会对这个类对象执行方法调用。
上图实现是 super_class
指针,虚线时 isa
指针。而根元类的父类是 NSObject
,isa指向了自己。而 NSObject 没有父类。
最后 objc_class
中还有一个 objc_cache
,缓存,它的作用很重要,后面会提到。
Method
Method 代表类中某个方法的类型
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
objc_method 存储了方法名,方法类型和方法实现:
- 方法名类型为 SEL
- 方法类型 method_types 是个 char 指针,存储方法的参数类型和返回值类型
- method_imp 指向了方法的实现,本质是一个函数指针
Ivar
Ivar 是表示成员变量的类型。
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
其中 ivar_offset
是基地址偏移字节
IMP
IMP在objc.h中的定义是:
- 1
- 2
它就是一个函数指针
,这是由编译器生成的。当你发起一个 ObjC 消息之后,最终它会执行的那段代码,就是由这个函数指针指定的。而 IMP 这个函数指针就指向了这个方法的实现。
如果得到了执行某个实例某个方法的入口,我们就可以绕开消息传递阶段,直接执行方法,这在后面 Cache 中会提到。
你会发现 IMP
指向的方法与 objc_msgSend
函数类型相同,参数都包含 id
和SEL
类型。每个方法名都对应一个 SEL 类型的方法选择器,而每个实例对象中的 SEL 对应的方法实现肯定是唯一的,通过一组 id和 SEL 参数就能确定唯一的方法实现地址。
而一个确定的方法也只有唯一的一组 id 和 SEL 参数。
Cache
Cache 定义如下:
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
Cache 为方法调用的性能进行优化,每当实例对象接收到一个消息时,它不会直接在 isa 指针指向的类的方法列表中遍历查找能够响应的方法,因为每次都要查找效率太低了,而是优先在 Cache 中查找。
Runtime 系统会把被调用的方法存到 Cache 中,如果一个方法被调用,那么它有可能今后还会被调用,下次查找的时候就会效率更高。就像计算机组成原理中 CPU 绕过主存先访问 Cache 一样。
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