Objective-C這門語言，眾所周知，是對C進(jìn)行了擴(kuò)展，具體來說進(jìn)行了兩個(gè)方面的擴(kuò)展，面向?qū)ο蟮奶匦院蛃malltalk中的消息傳遞。而消息傳遞機(jī)制歸根結(jié)底是建立在Runtime庫上。正是這種機(jī)制，決定了Objective-C是一門動態(tài)語言，而同樣是對C擴(kuò)展的C++，是靜態(tài)的。Objective-C將很多決定性的操作依靠Runtime在運(yùn)行時(shí)處理，而C++僅僅在編譯時(shí)就決定了如何處理

消息傳遞

在我們所熟悉的調(diào)用方法背后，最終都是以消息傳遞的方式進(jìn)行處理，例如[object method]，從表面上來看，是object調(diào)用了method方法，實(shí)際上，在運(yùn)行時(shí)，是給object發(fā)送了一條method消息，這條消息不一定非要object來處理，也可以轉(zhuǎn)發(fā)給其他的對象處理，也可以不進(jìn)行處理，這些種種操作，都是利用Runtime在運(yùn)行時(shí)處理的。
對于[object method]的調(diào)用，編譯器會將其編譯成一行C語言的函數(shù)：

objc_msgSend(object, @selector(method));

消息傳遞的步驟

了解了消息傳遞之后，需要進(jìn)一步知道消息傳遞的具體步驟：

1. 先查看method方法是不是需要被忽略
2. 查看object對象是否為nil（Objective-C中允許空對象調(diào)用任何方法的原因）
3. 查看緩存中是否存在方法，系統(tǒng)把近期發(fā)送過的消息記錄在其中，蘋果認(rèn)為這樣可以提高效率
4. 如果緩存中沒有命中，那么查找該類的方法表，依次從后往前查找
5. 如果沒有找到，則進(jìn)入父類查找
6. 如果到了根類還是沒有找到的話，那么就進(jìn)入動態(tài)解析

Runtime中的基本類型

以上過程雖然讀起來蠻容易理解的，但是我們還得搞清楚Runtime是通過什么進(jìn)行上述操作的，這時(shí)候就需要對Runtime的一些基本類型進(jìn)行了解，我們可以在objc/objc.h中看到以下這些定義

struct objc_object {  
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};

struct objc_class {  
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
    Class super_class;
    const char *name;
    long version;
    long info;
    long instance_size;
    struct objc_ivar_list *ivars;
    **struct objc_method_list **methodLists**;
    **struct objc_cache *cache**;
    struct objc_protocol_list *protocols;
#endif
};

struct objc_method_list {  
    struct objc_method_list *obsolete;
    int method_count;

#ifdef __LP64__
    int space;
#endif

    /* variable length structure */
    struct objc_method method_list[1];
};

struct objc_method {  
    SEL method_name;
    char *method_types;    /* a string representing argument/return types */
    IMP method_imp;
};

不難發(fā)現(xiàn)，基本每個(gè)結(jié)構(gòu)都是C語言中的結(jié)構(gòu)體，object_object對應(yīng)著object，object_class對應(yīng)著對象所屬于的類，我們先把目光主要集中在object_class這個(gè)結(jié)構(gòu)體上，可以發(fā)現(xiàn)幾個(gè)上述步驟涉及到的東西：

struct objc_class {  
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
    Class super_class; // 父類
    const char *name; // 類名
    long version; 
    long info;
    long instance_size;
    struct objc_ivar_list *ivars;
    **struct objc_method_list **methodLists**; // 方法列表
    **struct objc_cache *cache**; // 緩存
    struct objc_protocol_list *protocols;
#endif
};

再次理解消息傳遞的步驟

理解了Runtime的基本結(jié)構(gòu)后，我們再次用專業(yè)的角度來理解消息傳遞：

1. 查看method方法是否需要被忽略
2. 查看object對象是否為nil
3. 通過objc_object中的isa指針，找到該object的objc_class，然后查看objc_cache類型的cache成員中是否有這個(gè)方法，如果有，則找到objc_method中的IMP類型（函數(shù)指針）的成員method_imp去找到實(shí)現(xiàn)內(nèi)容，并執(zhí)行。
4. 如果沒有找到，則查看objc_method_list類型的成員methodLists中是否有該方法
5. 如果沒有找到，則通過Class類型的成員super_class找到父類的objc_class，進(jìn)行查找
6. 要是還沒有找到，則進(jìn)入動態(tài)解析

如果是調(diào)用類方法呢

再次查看這個(gè)objc_class的結(jié)構(gòu)：

struct objc_class {  
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY; // metaclass
#if !__OBJC2__
    Class super_class;
    const char *name;
    long version;
    long info;
    long instance_size;
    struct objc_ivar_list *ivars;
    **struct objc_method_list **methodLists**;
    **struct objc_cache *cache**;
    struct objc_protocol_list *protocols;
#endif
};

剛剛第一次看的時(shí)候可能沒有注意到第一個(gè)成員，第一個(gè)成員指向的是結(jié)構(gòu)是metaclass，其中包含靜態(tài)成員變量和靜態(tài)方法（類方法），同時(shí)也包含了一個(gè)isa成員，都指向了父類的metaclass，如果是根類，則指向自己。所以如果是調(diào)用類方法的話，那么就會利用objc_class中的成員isa找到metaclass，然后尋找方法，沒有找到的話則仍然進(jìn)入動態(tài)解析。

動態(tài)解析

通過第二次的理解，對于消息傳遞有了一個(gè)清晰的了解，我們繼續(xù)來研究消息傳遞最后一步的動態(tài)解析。正常我們?nèi)绻{(diào)用了一個(gè)沒有實(shí)現(xiàn)的方法，那么程序會崩潰，并且拋出unrecognized selector to ...的異常，但是利用Runtime，我們可以有三次機(jī)會避免程序崩潰，先通過一張圖來大致了解下過程：

我們具體看下三種方法：

• resovleInstanceMethod：

void otherEat(id self, SEL cmd) {
    NSLog(@"鄭明明");
}

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    if ([NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"eat"]) {
        class_addMethod(self, sel, (IMP)otherEat, "v@");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

以上需要注意幾個(gè)地方：

1. otherEat函數(shù)是要被class_addMethod作為參數(shù)的，而class_addMethod是Runtime中的API，所以是基于C的，otherEat函數(shù)應(yīng)該是C語言格式的函數(shù)
2. class_addMethod方法可謂是核心，那么依次來看他的參數(shù)的含義：
   • first：添加到哪個(gè)類
   • second：添加哪個(gè)SEL選擇器
   • third：IMP函數(shù)指針
   • fourth：IMP指針指向的函數(shù)返回值和參數(shù)類型
     • v@：代表返回值是void類型，無參數(shù)
     • i@：代表返回值是int類型，無參數(shù)
     • v@:i@：代表返回值是void類型，參數(shù)是int類型，存在一個(gè)參數(shù)（多參數(shù)依次累加）
3. 如果沒有調(diào)用class_addMethod成功添加方法，那么就會到下一個(gè)方法

• forwardingTargetForSelector

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
//    return [[Woman alloc]init];
    return nil;
}

如果返回了另外一個(gè)對象，那么動態(tài)解析又會重新以另外一個(gè)對象為接受者執(zhí)行，如果返回nil，則又繼續(xù)進(jìn)入到下一個(gè)方法

• methodSignatureForSelector + forwardInvocation

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    if ([NSStringFromSelector(aSelector) isEqualToString:@"eat"]) {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"@v"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    // 改變消息接受對象
    /*
    Woman *temp = [[Woman alloc]init];
    [anInvocation invokeWithTarget:temp];
     */
    
    // 改變執(zhí)行的消息
    [anInvocation setSelector:@selector(otherEat)];
    [anInvocation invokeWithTarget:self];
}

methodSignatureForSelector方法返回一個(gè)返回值以及參數(shù)的封裝值，然后會進(jìn)入到下一個(gè)方法，forwardInvocation，這個(gè)方法的功能可以說是前兩個(gè)方法的結(jié)合，通過操作NSInvocation對象，既可以改變需執(zhí)行的消息，又可以改變消息的接受對象

總結(jié)

Runtime為Objective-C提供了很多可能，了解消息機(jī)制，更加有助于對Objective-C這門語言特性的掌握