NSObject调用分类方法却触发了实例方法原理

在深入底层的学习中，我遇到了这么一道题目：


#import "ViewController.h"

@interface NSObject (objc)

+ (void)funcTest;

@end

@implementation NSObject (objc)

- (void)funcTest {
    NSLog(@"this is function test");
}

@end

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    [NSObject funcTest];
    NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
    [objc funcTest];
}

打印结果：

2018-12-24 17:17:22.694566+0800 FunctionDemo[3860:398817] this is function test
2018-12-24 17:17:22.694750+0800 FunctionDemo[3860:398817] this is function test

问题就出现了：

为什么我调用了NSObject的类方法，实现的却是它的一个同名实例方法，究竟是什么原理造成了这种问题？

接下来我们就来探索探索。

如果你曾经看过消息发送机制，那么就了解过类、元类、isa的关系，应该也看过下面这张图

图-1

首先我先大概解释以下图中关系，instance of root class就是我们所说的对象，root class就是对象所属的类，meta class就是类所属的元类，对象，类，元类都是结构体，其中包含isa指针，对象的isa指针指向类，类的isa指针指向元类（类和元类也可以理解为对象，特殊对象），元类的isa指针指向根元类（Root meta class），结合图-1就能明白关系。而我们调用方法就会到当前对象的isa指针所指对象中去寻找，比如实例对象调用方法，那么runtime就会去实例对象所指的类中去寻找该方法，如果找不到该方法，就会去该类的父类中去寻找，而类调用方法，runtime就回去元类中去寻找该方法，如果找不到该方法，就会去该元类的父类中寻找。大概了解了类、元类、isa的关系后，接下来我们就配合这张图来解释一下为何会出现上述问题。

首先，我为NSObject添加了一个分类，分类中有声明+ (void)funcTest;类方法，但没有实现该类方法，却实现了另一个- (void)funcTest实例方法，这是前提。

大家应该都知道NSObject是OC中为数不多的几个基类中的一个，它没有父类，所以NSObject应该对应图-1的中root class。我们按照图中所示一步一步看，我们调用类方法，那么runtime就会在NSObject的meta class中去寻找该方法，但是没找到，那为什么会在meta class中找不到这个方法呢？明明声明了这个类方法的啊。

接下来我们就做个实验，看看什么情况才能让runtime找到这个方法。

首先我们将类方法的声明注释掉，只留实例方法的实现。

@interface NSObject (objc)
//+ (void)funcTest;
@end

@implementation NSObject (objc)
- (void)funcTest {
    NSLog(@"this is function test");
}
@end

再用runtime打印NSObject的方法列表

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
//    [NSObject funcTest];
//    NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
//    [objc funcTest];
    
    unsigned int outCount = 0;
    Method *methods = class_copyMethodList([NSObject class], &outCount);
    for (int i = 0; i < outCount; i++) {
        Method method = methods[i];
        SEL sel = method_getName(method);
        NSString *methodName = [NSString stringWithUTF8String:sel_getName(sel)];
        NSLog(@"%@",methodName);
    }
    free(methods);
}

打印结果：

2018-12-24 17:47:49.699157+0800 FunctionDemo[4168:435387] funcTest
2018-12-24 17:47:49.699369+0800 FunctionDemo[4168:435387] _isMKClusterAnnotation
2018-12-24 17:47:49.699495+0800 FunctionDemo[4168:435387] _mapkit_isInternalAnnotationView
2018-12-24 17:47:49.699633+0800 FunctionDemo[4168:435387] _mapkit_internalAnnotationAllowsCustomView
2018-12-24 17:47:49.699894+0800 FunctionDemo[4168:435387] _mapkit_isInternalAnnotation
2018-12-24 17:47:49.700019+0800 FunctionDemo[4168:435387] SCN_setupDisplayLinkWithQueue:
.
.
.
2018-12-24 17:47:49.787362+0800 FunctionDemo[4168:435387] superclass
2018-12-24 17:47:49.787694+0800 FunctionDemo[4168:435387] class
2018-12-24 17:47:49.787986+0800 FunctionDemo[4168:435387] init
2018-12-24 17:47:49.788266+0800 FunctionDemo[4168:435387] debugDescription
2018-12-24 17:47:49.788508+0800 FunctionDemo[4168:435387] isKindOfClass:
2018-12-24 17:47:49.788803+0800 FunctionDemo[4168:435387] isProxy
2018-12-24 17:47:49.789069+0800 FunctionDemo[4168:435387] respondsToSelector:
2018-12-24 17:47:49.789315+0800 FunctionDemo[4168:435387] isFault

第一条结果就是该方法，说明runtime找到了这个方法。
接下来换一下，我们把实例方法声明一下，然后把实现给注释掉。

@interface NSObject (objc)
//+ (void)funcTest;
- (void)funcTest;
@end

@implementation NSObject (objc)
//- (void)funcTest {
//    NSLog(@"this is function test");
//}
@end

然后再用runtime打印一下结果

图-2

很明显，并没有这个方法。

结论：只有实现了的方法才能被runtime找到，只声明的方法不能被找到。

所以这就是为什么在meta class中找不到该方法的原因了。

我们继续，既然在NSObject的meta class中找不到该方法，那么按照图-1来看，就应该去NSObject meta class的父类中去找，而NSObject meta class的父类就是NSObject类（图-1），该类中的方法都是实例方法，而runtime寻找方法是根据方法名去寻找的，所以如果类中的实例方法名字与声明的类方法名字相同，那么就会被runtime找到，找到后runtime就会触发这个方法，所以

- (void)funcTest {
    NSLog(@"this is function test");
}

就被触发了。

举一反三：如果我们不是为NSObject添加分类，而是为另一个非基类的类添加分类，会出现这种问题吗？答案是不会。

假设我们为NSArray添加该分类，我们同样按照图中所示一步一步看，我们调用类方法，那么runtime就会在NSArray的meta class中去寻找该方法，但是没找到，那么就会去它的父类的meta class中寻找，NSArray的父类是NSObject，很明显，NSObject meta class中也没有这个方法，那就继续往NSObject meta class的父类找，但是按图中所示，NSObject meta class的父类就是NSObject类了，很明显，NSObject类中也没有这个方法，那么就会返回nil，如果不做拦截处理，程序自然就crash了。所以这种情况只会出现在基类上。

结论：OC基类尽量不要为其添加同名的实例和类方法，避免出现这种调用类方法，触发实例方法的情况。如果要同名，请保证俩个方法都必须实现。

第一次写文章，不好之处请见谅，如有错误，请指出，谢谢。
自己记录一下，希望也能帮到需要的人。

NSObject调用分类方法却触发了实例方法原理