iOS OC 方法查找流程
前言
上一篇关于方法的本质的探索中，我们知道了方法的底层是调用objc_msgSend发送消息，并对objc_msgSend的底层汇编进行了分析。当用汇编快速查找，未查找到方法缓存时，会调用 MethodTableLookup，然后调用_class_lookupMethodAndLoadCache3,从汇编转到C，开启一系列的慢速查找，接下来我们对_class_lookupMethodAndLoadCache3的方法查找流程进行分析。
1. _class_lookupMethodAndLoadCache3方法查找流程
假如当调用LGStudent 调用对象方法sayHello时，底层通过objc_msgSend发送消息，通过汇编在LGStudent的 cache中快速查找sayHello的缓存，未找到时，会来的_class_lookupMethodAndLoadCache3，方法如下：
IMP _class_lookupMethodAndLoadCache3(id obj, SEL sel, Class cls)
{
return lookUpImpOrForward(cls, sel, obj,
YES/*initialize*/, NO/*cache*/, YES/*resolver*/);
// NO/*cache*/ 没有方法缓存
}
在IMP lookUpImpOrForward()方法中
- 先根据传入的参数
cache，为ture时，再次通过cache_getImp(cls, sel)方法，用汇编去查找imp，查找到直接返回imp；为false时，直接跳过。 - 判断
!cls->isRealized()，调用realizeClass(cls),做准备工作(根据class中rw data()->flags & RW_REALIZED)，比如父类 元类 rw ro等。
if (!cls->isRealized()) {
realizeClass(cls);
}
- 准备工作完成后，再次尝试
cache_getImp(cls, sel),查找到imp，直接返回imp.
imp = cache_getImp(cls, sel);
if (imp) goto done;
-
试图在
class's method lists中查找方法，通过getMethodNoSuper_nolock获取meth
4.1.getMethodNoSuper_nolock中：循环取出
mlists后，调用method_t *m = search_method_list(*mlists, sel)，通过sel去匹配，匹配到直接返回。4.2.
方法找到后，调用log_and_fill_cache，然后调用cache_fill (cls, sel, imp, receiver)，调用cache_fill_nolock(cls, sel, imp, receiver)，进入方法缓存流程，判断是否有缓存，是否超出容量的3/4,是否需要扩容，然后找到bucket, 偏移_occupied，然后set(key, imp)，将方法缓存到Class的cache_t cache中，方便下次调用时，快速查找。Method meth = getMethodNoSuper_nolock(cls, sel); if (meth) { log_and_fill_cache(cls, meth->imp, sel, inst, cls); imp = meth->imp; goto done; } -
当
class's method lists中未找到方法时，即：sayHello方法在LGStudent中未定义，那么会试图在父类的缓存和方法列表中superclass caches and method lists查找。在查找
superclass过程中，按照父类->元类->根元类->根类(NSObject)的顺序，依次循环查找，先通过汇编cache_getImp查找superclass的cache，缓存命中，调用log_and_fill_cache，进入方法缓存流程直接返回imp； 在缓存中未找到时，查找Superclass method list，流程同 4.1、4.2 步骤，源码如下：
// Try superclass caches and method lists.
{
unsigned attempts = unreasonableClassCount();
for (Class curClass = cls->superclass;
curClass != nil;
curClass = curClass->superclass)
{
// Halt if there is a cycle in the superclass chain.
if (--attempts == 0) {
_objc_fatal("Memory corruption in class list.");
}
// Superclass cache.
imp = cache_getImp(curClass, sel);
if (imp) {
if (imp != (IMP)_objc_msgForward_impcache) {
// 进入方法缓存流程
log_and_fill_cache(cls, imp, sel, inst, curClass);
goto done;
}
else {
break;
}
}
// Superclass method list.
Method meth = getMethodNoSuper_nolock(curClass, sel);
if (meth) {
// 进入方法缓存流程
log_and_fill_cache(cls, meth->imp, sel, inst, curClass);
imp = meth->imp;
goto done;
}
}
}
- 当
class's method lists和superclass caches and method lists中都没有找到调用的方法时，即：调用的方法在类 父类 元类中都未实现，那么调用_class_resolveMethod(cls, sel, inst)方法，进行方法动态解析。
// 源码
if (resolver && !triedResolver) {
runtimeLock.unlock();
_class_resolveMethod(cls, sel, inst);
runtimeLock.lock();
// Don't cache the result; we don't hold the lock so it may have
// changed already. Re-do the search from scratch instead.
triedResolver = YES;
goto retry;
}
_class_resolveMethod方法实现
void _class_resolveMethod(Class cls, SEL sel, id inst)
{
if (! cls->isMetaClass()) { // 判断是否是元类
// try [cls resolveInstanceMethod:sel]
// 类 此时类中已经没有方法 直接执行 _class_resolveInstanceMethod
// 执行 + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel方法
_class_resolveInstanceMethod(cls, sel, inst);
}
else {
// try [nonMetaClass resolveClassMethod:sel]
// and [cls resolveInstanceMethod:sel]
_class_resolveClassMethod(cls, sel, inst);
if (!lookUpImpOrNil(cls, sel, inst,
NO/*initialize*/, YES/*cache*/, NO/*resolver*/))
{
_class_resolveInstanceMethod(cls, sel, inst);
}
}
}
_class_resolveInstanceMethod方法实现：
static void _class_resolveInstanceMethod(Class cls, SEL sel, id inst)
{
// 查找_resolveInstanceMethod方法，
if (! lookUpImpOrNil(cls->ISA(), SEL_resolveInstanceMethod, cls,
NO/*initialize*/, YES/*cache*/, NO/*resolver*/))
{
// Resolver not implemented.
return;
}
BOOL (*msg)(Class, SEL, SEL) = (typeof(msg))objc_msgSend;
// 是否对未实现的方法动态解析
bool resolved = msg(cls, SEL_resolveInstanceMethod, sel);
// Cache the result (good or bad) so the resolver doesn't fire next time.
// +resolveInstanceMethod adds to self a.k.a. cls
IMP imp = lookUpImpOrNil(cls, sel, inst,
NO/*initialize*/, YES/*cache*/, NO/*resolver*/);
}
在_class_resolveInstanceMethod方法中，
先通过上面的方法查找流程查找resolveInstanceMethod方法的IMP（该方法是系统NSObject默认实现，+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel，默认返回 NO），查找到IMP后，向cls发送resolveInstanceMethod消息，参数是sel（为实现的方法）。
所以，我们可以在重新系统的 resolveInstanceMethod 方法，在此方法中对为实现的方法进行动态解析，
防止因为调用未实现的方法引起的系统崩溃。
假如，我们在resolveInstanceMethod方法中，对方法进行了动态解析，那么这个方法的IMP，会加入到对应的cache中，然后跳转到 步骤6，然后retry，重新查找。
- 当
retry之后，依然没有查找到IMP，调用下面汇编。
__objc_msgForward_impcache的汇编代码：
然后调用__objc_forward_handler,从汇编调用OC方法，如下：
到此，报出经典错误。
补充：重新resolveInstanceMethod示例：
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
// saySomething为为实现方法，当调用次方法时，就调用已经实现的sayHello方法
if (sel == @selector(saySomething)) {
IMP sayHIMP = class_getMethodImplementation(self, @selector(sayHello));
Method sayHMethod = class_getInstanceMethod(self, @selector(sayHello));
const char *sayHType = method_getTypeEncoding(sayHMethod);
return class_addMethod(self, sel, sayHIMP, sayHType);
}
NSLog(@"来了 老弟 - %p",sel);
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
2. 面试题
定义下面代码： LGStudent 调用 对象方法 sayMaster，是否会崩溃？为什么？
@interface LGPerson : NSObject
- (void)sayNB;
+ (void)sayHappay;
@end
#import "LGPerson.h"
@implementation LGPerson
- (void)sayNB{
NSLog(@"%s",__func__);
}
+ (void)sayHappay{
NSLog(@"%s",__func__);
}
@end
//
#import "LGPerson.h"
@interface LGStudent : LGPerson
- (void)sayHello;
+ (void)sayObjc;
@end
#import "LGStudent.h"
@implementation LGStudent
- (void)sayHello{
NSLog(@"%s",__func__);
}
+ (void)sayObjc{
NSLog(@"%s",__func__);
}
@end
@interface NSObject (LG)
- (void)sayMaster;
+ (void)sayEasy;
@end
@implementation NSObject (LG)
- (void)sayMaster{
NSLog(@"%s",__func__);
}
+ (void)sayEasy{
NSLog(@"%s",__func__);
}
[LGStudent sayMaster];
@end
答：不会崩溃，LGStudent 继承自 LGPerson，LGStudent 调用 sayMaster 方法，因为本身没有 sayMaster 方法，会去父类LGPerson 中寻找，LGPerson 同样没有 sayMaster方法，接下来寻找 LGPerson 的元类，直到寻到 根元类，而 根元类 也没有 sayMaster 方法，最后寻找 根元类 的 父类NSObject, 父类NSObject中有对象方法 sayMaster，所以不会崩溃，并且会调用该方法。
