OC学习39.1：runtime初探

Runtime简介

Object_C 是一门动态语言，所以它总是想办法把一些决定工作 从编译器推迟到运行时。也就是说只有编译器是不够的，还需要一个运行时系统 (runtime system) 来执行编译后的代码。这就是 Objective-C Runtime 系统存在的意义，它是整个Objc运行框架的一块基石。

什么是Runtime？

• 我们都知道，将源代码转换为可执行的程序，通常要经过四个步骤：预处理、编译、汇编、链接。不同的编译语言，在这四个步骤中所进行的操作又有些不同。

• C/C++ 是 静态语言 的代表，它们在 编译阶段 就已经确定好了要调用的函数，以及函数的实现，如果函数未实现就会编译报错。

• Runtime 又叫 运行时，是一套底层C语言的API，OC就是运行时机制，其中最主要的是 消息机制 。对于OC的函数，属于动态调用过程，在 编译 的时候并不能决定真正调用哪个函数，只有在真正 运行 的时候才会根据函数的名称找到对应的函数来调用。

运行时概念？

运行时：把 函数的调用 从 编译阶段 推迟到 运行时阶段 的能力

多态概念?

多态：不同对象以自己的方式响应相同的消息的能力叫做多态。

消息机制的基本原理

OC的方法调用都是类似 [receiver selector] 的形式，其实每次都是一个运行时消息发送过程。

1. 编译阶段：[receiver selector]方法被编译器转化：

• objc_msgSend(receiver，selector)（不带参数）
• objc_msgSend(recevier，selector，org1，org2，…)（带参数）

2. 运行时阶段：消息接收者 recever 寻找对应的 selector：

• recever 能找到对应的 selector ，直接执行接收 receiver 对象的 selector 方法。
• recever 找不到对应的 selector，消息被转发或者临时向recever添加这个selector对应的实现内容，否则崩溃。

消息发送流程总结

调用[receiver selector]后，进行的流程：

1. 编译阶段：[receiver selector]方法被编译器转化：

• objc_msgSend(receiver，selector)（不带参数）。
• objc_msgSend(recevier，selector，org1，org2，…)（带参数）。

2. 运行时阶段：recevier寻找对应的selector：

• 通过recevier的isa指针找到recevier的class（类）。
• 在Class（类）的cache（方法缓存）中寻找对应的selector。
• 如果在cache（方法缓存）中没有找到对应的 selector ，就继续在Class（类）的methodList（方法列表）中查找，如果找到，缓存到cache 中，并返回selector。
• 如果在class（类）中没有找到这个selector，就继续在它的superclass（父类）中寻找。
• 一旦找到selector，直接执行相关联的IMP（方法实现）。
• 若找不到对应的selector，Runtime系统进入消息转发阶段。

3. 消息转发阶段：

• 动态方法解析：通过重写 +resolveInstanceMethod: 或者 +resolveClassMethod: 方法，利用 class_addMethod 方法添加其他函数实现。

• 快速转发阶段：如果上一步没有添加其他函数实现，可在当前对象中利用 forwardingTargetForSelector: 方法将消息的接受者转发给其他对象。

• 慢速转发阶段：如果上一步返回值为nil，则利用 methodSignatureForSelector: 方法获取函数的参数和返回值类型。

• 如果 methodSignatureForSelector: 返回 nil。则 Runtime 系统会发出 doesNotRecognizeSelector: 消息，程序也就崩溃了。

• 如果 methodSignatureForSelector: 返回了一个 函数签名，Runtime就会创建一个NSInvocation 对象并发送 -forwardInvocation: 消息给目标对象。