iOS底层-objc_msgSend流程分析

方法的本质

//main.m中方法的调用

//clang编译后的底层实现

我们发现oc的方法是通过objc_msgSend消息发送的,为了验证objc_msgSend方法来完成[person sayNB]的调用,查看其打印是否是一致

准备

1、直接调用objc_msgSend,需要导入头文件#import <objc/message.h>

2、需要将target --> Build Setting -->搜索msg-- 将enable strict checking of obc_msgSend calls由YES改为NO,将严厉的检查机制关掉,否则objc_msgSend的参数会报错

调用

LGPerson*person=[LGPerson alloc];

objc_msgSend(person,sel_registerName("sayNB"));

[person sayNB];

我们发现打印结果是一致的,所以 [person sayNB]等价于objc_msgSend(person,sel_registerName("sayNB"))

流程分析

我们在objc源码中搜索_objc_msgSend,我们研究的是真机这一块,所以需要在arm64.s后缀的文件中查找objc_msgSend源码实现,发现是汇编实现,其汇编整体执行的流程图如下:

方法快速查找流程

objc_msgSend 汇编源码

部分源码

图1
图2

图1判断了消息的接收者(receiver)是否为空,如果支持tagged pointer,跳转至LNilOrTagged,如果小对象为空,则直接返回空,即LReturnZero,如果小对象不为空,则处理小对象的isa。

图2如果即不是小对象,receiver也不为空,从receiver中取出isa存入p13寄存器,通过 GetClassFromIsa_p16中,arm64架构下通过 isa & ISA_MASK 获取shiftcls位域的类信息,即class。

缓存查找

我们通过源码发现执行了GetClassFromIsa_p16方法之后,会执行CacheLookup,也就是缓存查找,源码如下:

图1
图3

通过上图我们发现,这个流程和我们之前探索cache_t是一摸一样。

1.通过cache首地址平移16字节(因为在objc_class中,首地址距离cache正好16字节,即isa占8字节,superClass占8字节),获取cahce,cache中高16位存mask,低48位存buckets,即p11 = cache

2从cache中分别取出buckets和mask,并由mask根据哈希算法计算出哈希下标,通过cache和掩码(即0x0000ffffffffffff)的&运算,将高16位mask抹零,得到buckets指针地址,即p10 = buckets,将cache右移48位,得到mask,即p11 = mask

3.将objc_msgSend的参数p1(即第二个参数_cmd)& mask,通过哈希算法,得到需要查找存储sel-imp的bucket下标index,即p12 = index = _cmd & mask,根据所得的哈希下标index和buckets首地址,取出哈希下标对应的bucket。

4.比较获取的bucket中sel与objc_msgSend的第二个参数的_cmd(即p1)是否相等

如果相等,则直接跳转至CacheHit,即缓存命中,返回imp

如果不相等,有以下两种情况

如果一直都找不到,直接跳转至CheckMiss,因为$0是normal,会跳转至__objc_msgSend_uncached,即进入慢速查找流程

如果根据index获取的bucket等于buckets的第一个元素,则人为的将当前bucket设置为buckets的最后一个元素(通过buckets首地址+mask右移44位(等同于左移4位)直接定位到bucker的最后一个元素),然后继续进行递归循环(第一个递归循环嵌套第二个递归循环)

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