《Objective-C Runtime分析(二)-Class,Method,SEL,IMP》

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本系列主要參考資料:
Objective-C Runtime Reference
Objective-C Runtime Programming Guide
涉及主要檔案:objc/message.h,objc/objc-api.h,objc/objc.h,objc/runtime.h

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Objective-C Runtime是Objective-C的基礎內容，理解了Objective-C Runtime對於掌握Objective-C的很多技術原理非常有用。特酷吧特別整理了Objective-C Runtime的內容，共六篇，本文是第二篇:
《Objective-C Runtime分析(一)-Runtime初步》
《Objective-C Runtime分析(二)-Class,Method,SEL,IMP》
《Objective-C Runtime分析(三)-objc_msgSend》
《Objective-C Runtime分析(四)--Dynamic Method Resolution》
《Objective-C Runtime分析(五)-Message Forwarding》
《Objective-C Runtime分析(六)-Type Encodings & Declared Properties》

本文參考地址:https://developer.apple.com/library/mac/documentation/Cocoa/Conceptual/ObjCRuntimeGuide/Articles/ocrtHowMessagingWorks.html
本文主要分析了與Objective-C Runtime密切相關的幾個資料類型/概念:Class , Method,,SEL , IMP ,他們都在objc/objc.h中定義。先來看看他們的定義。

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1. typedef struct objc_class *Class;  
2. typedef struct objc_object {  
3.     Class isa;  
4. } *id;//可以看到,iOS中很重要的id實際上就是objc_object的指標.而NSObject的第一個對象就是Class類型的isa。因此id可以標示所有基於NSObject的對象。  
5. typedef struct objc_selector     *SEL;  
6. #if !OBJC_OLD_DISPATCH_PROTOTYPES  
7. typedef void (*IMP)(void /* id, SEL, ... */ );  
8. #else  
9. typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);  
10. #endif  

一，Class
Class 被定義為一個指向objc_class的結構體指標，表示一個類的類結構。objc_class在objc/objc_class.h中定義如下:

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1. struct objc_class {  
2.     Class isa;  
3.   
4. #if !__OBJC2__  
5.     Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;/*父類*/  
6.     const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;/*類名稱*/  
7.     long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;/*版本資訊*/  
8.     long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;/*類資訊*/  
9.     long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;/*執行個體大小*/  
10.     struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;/*執行個體參數鏈表*/  
11.     struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;/*類方法鏈表*/  
12.     struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;/*類方法緩衝*/  
13.     struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;/*協議鏈表*/  
14. #endif  
15. } OBJC2_UNAVAILABLE;  

可見，Class是指向類結構體的指標，該類結構體含有一個指向其父類類結構的指標，該類方法的鏈表，該類方法的緩衝以及其他資訊。
NSObject 的class方法就返回這樣一個指向其類結構的指標。每一個基於NSObject的類執行個體對象都有一個指向該對象的類結構的指標，叫做isa。通過該指標，對象可以訪問它對應的類以及相應的父類。

二，Method
Method是Runtime內部定義的方法,Class中定義有一個objc_method_list,鏈表都是objc_method類型的，定義如下:

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1. typedef struct objc_method *Method;  
2. struct objc_method {  
3.     SEL method_name                                          OBJC2_UNAVAILABLE;/*標示方法名稱*/  
4.     char *method_types                                       OBJC2_UNAVAILABLE;/*方法的參數類型*/  
5.     IMP method_imp                                           OBJC2_UNAVAILABLE;/*指向該方法的具體實現的函數指標*/  
6. }  
7.       
8. struct objc_method_list {  
9.     struct objc_method_list *obsolete                        OBJC2_UNAVAILABLE;  
10.   
11.     int method_count                                         OBJC2_UNAVAILABLE;  
12. #ifdef __LP64__  
13.     int space                                                OBJC2_UNAVAILABLE;  
14. #endif  
15.     /* variable length structure */  
16.     struct objc_method method_list[1]                        OBJC2_UNAVAILABLE;  
17. }  

三，SEL
定義如下:
typedef struct objc_selector     *SEL;
標示該方法的名字/簽名
樣本:
-(void)helloTekuba:(NSString *)url port:(int)port
{
    NSLog(@"%@,%d",url,port);
}

NSLog(@"SEL = %s",@selector(helloTekuba:port:));
列印結果:
SEL = helloTekuba:port:
不同的類可以擁有相同的selector，不同類的執行個體對象performSelector相同的selector時，會在各自的方法鏈表中根據 selector 去尋找具體的方法實現IMP, 然後用這個方法實現去執行具體的實現代碼。這是一個動態綁定的過程，在編譯的時候，我們不知道最終會執行哪一些代碼，只有在執行的時候，通過selector去查詢，我們才能確定具體的執行代碼。

四，IMP
typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);
我們知道 id是一個指向 objc_object 結構體的指標(請看本文前面objc_object的定義)，該結構體只有一個成員isa，所以任何繼承自 NSObject 的類對象都可以用id 來指代，因為 NSObject 的第一個成員執行個體就是isa。
IMP 是一個函數指標，這個被指向的函數包含一個接收訊息的對象id, 調用方法的選標 SEL，以及不定個數的方法參數，並返回一個id。也就是說IMP是訊息最終調用的執行代碼，是方法真正的實現代碼 。我們可以像在Ｃ語言裡面一樣使用這個函數指標。
NSObject 類中的methodForSelector：方法就是這樣一個擷取指向方法實現IMP 的指標，methodForSelector：返回的指標和賦值的變數類型必須完全一致，包括方法參數類型和傳回值類型。

五，其他
Ivar
Runtime中用來表示instance variable,執行個體變數,跟某個對象關聯，不能被靜態方法使用，與之想對應的是class variable，其聲明如下：
typedef struct objc_ivar *Ivar;

Category
Runtime中用來表示Category，其聲明為：
typedef struct objc_category *Category;
Catagory可以動態地為已經存在的類添加新的行為。這樣可以保證類的原始設計規模較小，功能增加時再逐步擴充。使用Category對類進行擴充時，不需要訪問其原始碼，也不需要建立子類。關於更多Catagory的知識可以參考:http://www.tekuba.net/program/312/
轉載請註明來自特酷吧，本文地址:www.tekuba.net/program/336/
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