一、什么是Runtime?

OC是一門動(dòng)態(tài)類型的語言，它允許很多操作都推遲到程序運(yùn)行時(shí)再進(jìn)行
OC的動(dòng)態(tài)性就是由Runtime來支撐和實(shí)現(xiàn)的，而Runtime是一套C語言的API，它封裝了很多動(dòng)態(tài)性相關(guān)的函數(shù)
我們平時(shí)編寫的OC代碼，其實(shí)底層都是將代碼轉(zhuǎn)換成了Runtime API來進(jìn)行調(diào)用

二、OC的消息機(jī)制

OC的方法調(diào)用其實(shí)都是轉(zhuǎn)成了objc_msgSend函數(shù)的調(diào)用，給方法的調(diào)用者發(fā)送了一條消息。
objc_msgSend底層有3個(gè)階段

• 消息發(fā)送（當(dāng)前類、父類中查找）
• 動(dòng)態(tài)方法解析
• 消息轉(zhuǎn)發(fā)

三、流程解析

例如，我們有一個(gè)Person類，將這個(gè)Person實(shí)例化對(duì)象
先導(dǎo)入頭文件

#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
#import "Person.h"

//oc寫法
Person *person1 = [[Person alloc] init];
//runtime寫法
Person *person2 = objc_msgSend(objc_msgSend([Person class], @selector(alloc)), @selector(init));

新工程這里會(huì)報(bào)錯(cuò)Too many arguments to function cal
這個(gè)問題只需要在FuDemo->Target中Build Setting的Enable Strict Checking of objc_msgSend Calls的值設(shè)置為NO即可。

運(yùn)行程序，我們能看到，person1與person2都創(chuàng)建成功了,接下來就看看匯編代碼片段是不是執(zhí)行了objc_msgSend方法。首先將Person1的初始化代碼注釋掉，然后打開Always Show Disassembly，讓我們?cè)谡{(diào)試時(shí)，斷點(diǎn)能直接進(jìn)入到匯編代碼界面，如下圖：

1.png

四、objc_msgSend執(zhí)行流程

工程搜索objc_msgSend，找到objc-msg-x86_64.s我們可以找到如下代碼片段

/********************************************************************
 *
 * id objc_msgSend(id self, SEL _cmd,...);
 * IMP objc_msgLookup(id self, SEL _cmd, ...);
 *
 * objc_msgLookup ABI:
 * IMP returned in r11
 * Forwarding returned in Z flag
 * r10 reserved for our use but not used
 *
 ********************************************************************/

這下面就是實(shí)現(xiàn)的主要步驟，我們抽取主要信息查看

    /*進(jìn)入到objc_msgSend*/
    ENTRY _objc_msgSend             
    
    /*查找當(dāng)前isa*/
    GetIsaFast NORMAL       // r10 = self->isa
    /*從緩存中查找當(dāng)前方法，如果查找到了IMP將結(jié)果返回給調(diào)用者*/
    CacheLookup NORMAL, CALL    // calls IMP on success
/*在緩存中沒找到，搜索方法列表*/
// cache miss: go search the method lists
LCacheMiss:
    /*\*/
    // isa still in r10
    /*跳轉(zhuǎn)objc_msgSend_uncached*/
    jmp __objc_msgSend_uncached

objc_msgSend_uncached內(nèi)基本都是在調(diào)用MethodTableLookup（從當(dāng)前方法列表中查找）。如果找到，則將IMP放到寄存器中。
MethodTableLookup能找到class_lookupMethodAndLoadCache3被調(diào)用，正好這也是之前我們所驗(yàn)證的最后一部。
在class_lookupMethodAndLoadCache3中只做了lookUpImpOrForward(查找方法實(shí)現(xiàn))這一件事
因此runtime的執(zhí)行順序?yàn)椋?/p>

1.objc_msgSend
2.CacheLookup(有緩存IMP，則返回給調(diào)用者。沒有緩存則往下執(zhí)行)
3.objc_msgSend_unCached
4.MethodTableLookup
5.class_lookupMethodAndLoadCache3
6.lookUpImpOrForward

五、lookUpImpOrForward代碼片段注釋

IMP lookUpImpOrForward(Class cls, SEL sel, id inst, 
                       bool initialize, bool cache, bool resolver)
{
    /*從緩存中查找*/
    if (cache) {
        imp = cache_getImp(cls, sel);
        if (imp) return imp;
    }

    /*確保當(dāng)前isa初始化*/
    checkIsKnownClass(cls);
    if (!cls->isRealized()) {
        realizeClass(cls);
    }
    if (initialize  &&  !cls->isInitialized()) {
        runtimeLock.unlock();
        _class_initialize (_class_getNonMetaClass(cls, inst));
        runtimeLock.lock();
    }
 
 retry:    
    runtimeLock.assertLocked();

    /*從當(dāng)前類的緩存中查找*/
    imp = cache_getImp(cls, sel);
    if (imp) goto done;

    /*從當(dāng)前類的方法列表中查找*/
    {
        Method meth = getMethodNoSuper_nolock(cls, sel);
        if (meth) {
            /*將查找到的meth放入緩存中*/
            log_and_fill_cache(cls, meth->imp, sel, inst, cls);
            imp = meth->imp;
            goto done;
        }
    }

    /*沿著繼承鏈向上查找*/
    {
        unsigned attempts = unreasonableClassCount();
        for (Class curClass = cls->superclass;
             curClass != nil;
             curClass = curClass->superclass)
        {
            if (--attempts == 0) {
                _objc_fatal("Memory corruption in class list.");
            }
            
            imp = cache_getImp(curClass, sel);
            if (imp) {
                if (imp != (IMP)_objc_msgForward_impcache) {
                    log_and_fill_cache(cls, imp, sel, inst, curClass);
                    goto done;
                }
                else {
                    break;
                }
            }
            
            Method meth = getMethodNoSuper_nolock(curClass, sel);
            if (meth) {
                log_and_fill_cache(cls, meth->imp, sel, inst, curClass);
                imp = meth->imp;
                goto done;
            }
        }
    }

    /*沒有找到IMP，嘗試動(dòng)態(tài)決議 resolveInstanceMethod*/
    if (resolver  &&  !triedResolver) {
        runtimeLock.unlock();
        _class_resolveMethod(cls, sel, inst);
        runtimeLock.lock();
        triedResolver = YES;
        goto retry;
    }

    /*沒有實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)決議方法，觸發(fā)消息轉(zhuǎn)發(fā)流程 (forwardingTargetForSelector和forwardInvocation)*/
    imp = (IMP)_objc_msgForward_impcache;
    cache_fill(cls, sel, imp, inst);

 done:
    runtimeLock.unlock();

    return imp;
}