定义及结构
OC中对方法的定义为:
typedef struct objc_method *Method;
其是一个指向objc_method的结构体指针,objc_method中存放着类的单个方法的所有信息,其定义为:
struct objc_method {
SEL method_name OBJC2_UNAVAILABLE;
char *method_types OBJC2_UNAVAILABLE;
IMP method_imp OBJC2_UNAVAILABLE;
} OBJC2_UNAVAILABLE;
- name :方法的名称。确切的说是方法名称的映射。
- method_types:方法的编码类型,是个C字符串,该字符串可以表示出方法的返回值类型,以及参数类型。
- method_imp:方法的实现。
SEL
注意到结构体objc_method的第一个参数类型是SEL
,那么SEL是什么类型呢?看其定义:
typedef struct objc_selector *SEL;
其代表一个方法选择器。 一个方法的selector是一个C字符串,其代表方法在运行时的名字。如:
- (void)setName:(NSString *)name;
其 selector 为: setName:
SEL是根据方法的名称哈希化的一个值,相当于是一个方法的映射,或者说是方法的签名,我们可以根据这个值,找到对应的方法。只要方法名称相同,其值就是唯一的,因此在同一个类或者有继承关系的类中不能有相同的方法名,这也是OC不支持方法重载的原因。我们可以用@selector()
来获取这个值。
SEL的存在,是为了加快方法的查询速度,省去了字符串(即方法名)比对的时间,可以直接用SEL生成的KEY去查找,这样效率更高,就像我们直接根据NSDictionary的Key去读取相应的值一样。
相关操作函数:
- const char* sel_getName(SEL aSelector)
获得SEL对应的方法名称 - SEL sel_registerName(const char *str)
向运行时系统注册一个方法名称,并生成SEL和方法名称的映射,最后返回SEL。如果该方法名称已经注册,则直接返回其对应的SEL - SEL sel_getUid(const char *str)
向运行时系统注册一个方法名称,方法实现等同于sel_registerName
IMP
结构体objc_method的第三个参数类型是IMP
,IMP即方法的实现,其定义如下:
id (*IMP)(id, SEL, ...)
可以看出IMP是一个指向函数的指针,其代表方法实现函数的入口地址,得到这个值,就找到了方法实现的入口。函数的第一个参数,指向self,即对象所属的类,也就是对象的isa指向的类。第二个参数是方法的标识SEL,可以看出,runtime是通过方法的SEL来得到方法的实现(IMP)的。后面省略的部分,是我们方法的参数。
得到方法的IMP,我们就可以针对这个实现做一些额外的处理,比如:替换方法的实现,来获取方法中的一些信息,这就是Method Swizzling的实现原理。
相关操作函数:
- IMP method_getImplementation( Method method)
获得方法的实现 - IMP method_setImplementation( Method method, IMP imp)
设置方法的实现 - void method_exchangeImplementations( Method m1, Method m2)
交换两个方法的实现
代码演练:
NSString+extend.m
#import "NSString+extend.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation NSString (extend)
+ (void)load{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
Method sys = class_getInstanceMethod(self, @selector(lowercaseString));
Method my = class_getInstanceMethod(self, @selector(myLowercaseString));
method_exchangeImplementations(sys, my);
});
}
- (NSString *)myLowercaseString{
NSLog(@"Hello--我是自己写的方法");
return [self myLowercaseString];
}
@end
main.m
#import <Foundation/Foundation.h>
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSString *str = @"ABC";
NSString *a = [str lowercaseString];
NSLog(@"%@",a);
}
return 0;
}
输出结果:
Hello--我是自己写的方法
abc
存储
OC中的方法在类中是怎么存储的呢?来看类的定义:
struct objc_class {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE;
const char *name OBJC2_UNAVAILABLE;
long version OBJC2_UNAVAILABLE;
long info OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
指向objc_method_list结构体的指针的指针变量存储着类的所有方法,objc_method_list的定义为:
struct objc_method_list {
struct objc_method_list *obsolete OBJC2_UNAVAILABLE;
int method_count OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
int space OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
/* variable length structure */
struct objc_method method_list[1] OBJC2_UNAVAILABLE;
}
objc_method_list中存放着类的单个方法。
- 注意:
类中存放的方法只是类的实例方法,类方法不在本类中存储,类方法存储在类的isa所指向的类--元类(metaClass)中
方法的查找
注意到类的定义中,有个变量cache,其是一个指向结构体objc_cache的指针。cache的存在,是为了系统性能的优化,其中存放着该类最近使用过的方法的指针。
objc_cache的定义如下:
struct objc_cache {
unsigned int mask /* total = mask + 1 */ OBJC2_UNAVAILABLE;
unsigned int occupied OBJC2_UNAVAILABLE;
Method buckets[1] OBJC2_UNAVAILABLE;
};
mask
其值为一个整数,指定分配的缓存buckets的数量(mask = total - 1),也可以理解为数组buckets中存放的数组的最大索引。在方法的查找过程中,运行时系统会用这个值和方法的selector作个简单的&运算来决定从缓存数组的那个索引(index)开始查找,即index = mask & selectoroccupied
一个整数,指定实际占用缓存buckets的总数buckets
存放着一个数组,数组中存放着最近使用过的方法的指针,该数组最多可以存放mask+1个方法
方法的查找,正是由methodLists和cache两个配合来查找的。由于cache中缓存着最近使用过的方法,所以runtime 系统,会先在canche中找我们调用的方法,如果没有找到,才会去methodLists中找,找到后,将该方法添加到方法所在类的cache中,方便下次调用。如果本类中的methodLists没有找到,就会去父类中找,在父类中寻找方法,同样是相同的流程。