在上一篇文章 底层原理（07）中，剖析了办法的快速查找流程即缓存查找，假如缓存中没有找到就会。。。下面就会进入办法慢速查找流程。。。
一. __objc_msgSend_uncached
在当时类中，缓存查找流程中假如没有到方针办法，跳转 MissLabelDynamic 流程， MissLabelDynamic = __objc_msgSend_uncached，查找__objc_msgSend_uncached 并找到进口，真机汇编 代码如下：
.endmacro
STATIC_ENTRY __objc_msgSend_uncached
UNWIND __objc_msgSend_uncached, FrameWithNoSaves
// THIS IS NOT A CALLABLE C FUNCTION
// Out-of-band p15 is the class to search
MethodTableLookup
TailCallFunctionPointer x17
END_ENTRY __objc_msgSend_uncached
这儿 TailCallFunctionPointer 接收个参数 x17，TailCallFunctionPointer 里做了什么？ 找到它：
.macro TailCallFunctionPointer
// $0 = 函数指针的值
// $0 = function pointer value
br $0
.endmacro
TailCallFunctionPointer就一行汇编代码 br $0.由于 $0 = p17，br $0 的意思读取 p17 寄存器中的地址并且跳转到该地址，由于咱们是在查询办法便是依据 sel 找 imp，在依据TailCallFunctionPointer 提示。猜想 p17寄存器应该存的是imp
p17 寄存器在__objc_msgSend_uncached 没有赋值的地方，那么只能在MethodTableLookup赋值。代码如下
.macro MethodTableLookup
SAVE_REGS MSGSEND
// lookUpImpOrForward(obj, sel, cls, LOOKUP_INITIALIZE | LOOKUP_RESOLVER)
// receiver and selector already in x0 and x1
// x16(class) 赋值给 x2
mov x2, x16
// x3 = 3
mov x3, #3
// bl：b：跳转 l：链接寄存器
// 在跳转到_lookUpImpOrForward之前，
// 将下一条指令的地址保存到 lr寄存器中，既将(mov x17, x0)的指令地址保存在lr中
// 当_lookUpImpOrForwar履行完以后，履行lr寄存器中的地址，即：mov x17, x0
bl _lookUpImpOrForward
// IMP in x0
// x0 中保存了 _lookUpImpOrForward 的回来值，即：找到的imp
mov x17, x0
RESTORE_REGS MSGSEND
.endmacro
经过_lookUpImpOrForward 查询到imp，将imp赋值给x17寄存器。
到这儿现已对 __objc_msgSend_uncached 流程有了大概的了解，即：
-
__objc_msgSend_uncached–> -
MethodTableLookup–> -
_lookUpImpOrForward(回来imp) –> -
TailCallFunctionPointer x17(x17 = imp) –> -
br $0调用imp
二. lookUpImpOrForward
2.1 lookUpImpOrForward 源码剖析
上面知道，_lookUpImpOrForward 回来了 imp。大局查找_lookUpImpOrForward，发现汇编里面没有_lookUpImpOrForward的定义或者完成，大局查找 lookUpImpOrForward 找到了 c++ 代码：
// behavior = 3
IMP lookUpImpOrForward(id inst, SEL sel, Class cls, int behavior)
{
// 音讯转发 imp
const IMP forward_imp = (IMP)_objc_msgForward_impcache;
IMP imp = nil;
Class curClass;
runtimeLock.assertUnlocked();
// 判别类是否已初始化
// 发送给类的第一条音讯通常是+new或+alloc或+self会初始化类
if (slowpath(!cls->isInitialized())) {
// LOOKUP_NOCACHE = 8
// 没有初始化 behavior = 3|8 = 11
behavior |= LOOKUP_NOCACHE;
}
// 加锁防止多线程访问出现错乱
runtimeLock.lock();
// 是否注册类 是否被dyld加载的类
checkIsKnownClass(cls);
// 完成类包括完成isa走位中的父类和元类
// 初始化类和父类
cls = realizeAndInitializeIfNeeded_locked(inst, cls, behavior & LOOKUP_INITIALIZE);
runtimeLock.assertLocked();
curClass = cls;
// 获取锁后，代码再次查找类的缓存，但绝大多数情况下，证据表明大部分时间都未射中，因此浪费时间。
// 唯一没有履行某种缓存查找的代码路径便是class_getInstanceMethod()。
for (unsigned attempts = unreasonableClassCount();;) {
// 判别是否有同享缓存缓存优化，一般是系统的办法比方NSLog，一般的办法不会走
if (curClass->cache.isConstantOptimizedCache(/* strict */true)) {
#if CONFIG_USE_PREOPT_CACHES
// 再一次查询同享缓存，由于可能在你查询过程中
// 别的线程调用了这个办法，同享缓存中有了直接去查询
imp = cache_getImp(curClass, sel);
// 假如imp存在即缓存中有 跳转到done_unlock流程
if (imp) goto done_unlock;
curClass = curClass->cache.preoptFallbackClass();
#endif
} else {
// curClass method list.
// 在curClass类中选用二分查找算法查找methodlist
method_t *meth = getMethodNoSuper_nolock(curClass, sel);
// 假如找到了sel对应的办法
if (meth) {
// 获取对应的imp
imp = meth->imp(false);
// 跳转到 done 流程
goto done;
}
// 直到 superCls 为nil，走if里面的流程：imp = forward_imp;
if (slowpath((curClass = curClass->getSuperclass()) == nil)) {
// 没找到办法完成，使用 forward_imp
imp = forward_imp;
break;
}
}
// 假如父类中存在循环则中止
if (slowpath(--attempts == 0)) {
_objc_fatal("Memory corruption in class list.");
}
// Superclass cache.
// 去父类的缓存中查找imp
imp = cache_getImp(curClass, sel);
// 假如父类回来的是forward_imp 中止查找，那么就跳出循环
if (slowpath(imp == forward_imp)) {
break;
}
// 假如缓存中有就跳转done流程
if (fastpath(imp)) {
goto done;
}
}
// 假如查询办法的没有完成，系统会尝试一次办法解析
// behavior = 3，LOOKUP_RESOLVER = 2；
// 3 & 2 = 2，条件建立，进入 if {}
if (slowpath(behavior & LOOKUP_RESOLVER)) {
// behavior = behavior ^ LOOKUP_RESOLVER = 3 ^ 2 = 1
behavior ^= LOOKUP_RESOLVER;
// 动态办法抉择
return resolveMethod_locked(inst, sel, cls, behavior);
}
done:
// behavior = 3，LOOKUP_NOCACHE = 8；0011 & 1000 = 0
// 条件满意
if (fastpath((behavior & LOOKUP_NOCACHE) == 0)) {
#if CONFIG_USE_PREOPT_CACHES
while (cls->cache.isConstantOptimizedCache(/* strict */true)) {
cls = cls->cache.preoptFallbackClass();
}
#endif
// 将查询到的sel和imp刺进到缓存 留意：刺进的是当时类的缓存
log_and_fill_cache(cls, imp, sel, inst, curClass);
}
done_unlock:
// 解锁
runtimeLock.unlock();
// 假如 (behavior & LOOKUP_NIL)建立则 behavior ！= LOOKUP_NIL
// 且imp == forward_imp 没有查询到直接回来 nil\
if (slowpath((behavior & LOOKUP_NIL) && imp == forward_imp)) {
return nil;
}
return imp;
}
2.2 慢速查找流程总结
- 是否注册类，假如没有直接报错
- 是否完成
cls，假如没有完成，则先去完成类以及相关的isa走位链和isa承继链中类的完成，意图是办法查找时到父类中去查询 - 类是否初始化，假如没有则初始化，这一步我觉着是创立类方针比方调用类办法时，便是类方针调用实例办法
cls开端遍历查询
- 判别是否有同享缓存，意图是有可能在查过过程中这个办法被调用缓存了，假如有的话直接从缓存中取，没有同享缓存则开端到本类中查询
- 在类中选用二分查找算法查找
methodlist中的办法，假如找到刺进缓存中，循环结束
父类缓存中查询
- 假如父类中存在循环则终止查询，跳出循环
- 此时
curClass=superclass，到父类的缓存中找，假如找到则刺进到本类的缓存中。假如父类中回来的是forward_imp则跳出遍历，履行音讯转发 - 假如本类中没有找到此时的
curClass=superclass进入和cls类相同的查找流程进行遍历循环，直到curClass=nil，imp=forward_imp进行音讯转发
动态办法抉择
- 假如
cls以及父类都没有查询到，此时系统会给你一次机会，判别是否履行过动态办法抉择，假如没有则走动态办法抉择 - 假如动态抉择办法履行过，
imp=forward_imp会走done流程刺进缓存，会走done_unlock流程return imp进入音讯转发阶段
lookUpImpOrForward流程图
2.3 realizeAndInitializeIfNeeded_locked 完成和实例化
static Class
realizeAndInitializeIfNeeded_locked(id inst, Class cls, bool initialize)
{
runtimeLock.assertLocked();
// !cls->isRealized()小概率产生 cls->isRealized()大概率是YES
// 判别类是否完成 意图是完成isa走位图中的isa走位链和父类链
if (slowpath(!cls->isRealized())) {
cls = realizeClassMaybeSwiftAndLeaveLocked(cls, runtimeLock);
// runtimeLock may have been dropped but is now locked again
}
// 类是否初始化 没有先去初始化
if (slowpath(initialize && !cls->isInitialized())) {
cls = initializeAndLeaveLocked(cls, inst, runtimeLock);
// runtimeLock may have been dropped but is now locked again
// If sel == initialize, class_initialize will send +initialize and
// then the messenger will send +initialize again after this
// procedure finishes. Of course, if this is not being called
// from the messenger then it won't happen. 2778172
}
return cls;
}
-
realizeClassMaybeSwiftAndLeaveLocked办法中的realizeClassWithoutSwift便是去完成类的isa走位链和承继链中相关的类 -
initializeAndMaybeRelock的initializeNonMetaClass便是初始化类和父类的
2.4 分法查找算法
ALWAYS_INLINE static method_t *
findMethodInSortedMethodList(SEL key, const method_list_t *list, const getNameFunc &getName)
{
ASSERT(list);
auto first = list->begin(); //第一个method的方位
auto base = first;
decltype(first) probe; //相当于mid
//把key直接转换成uintptr_t 由于修正过后的method_list_t中的元素是排过序的
uintptr_t keyValue = (uintptr_t)key;
uint32_t count;
//count = 数组的个数 （count >>= 1 = count = count >> 1）
//count >> 1 就相当于（count/2) 取整
//1.假如 count = list->count = 8 //2 count = 7 >> 1 = 3
for (count = list->count; count != 0; count >>= 1) {
/*
1. 首地址 + (下标) //地址偏移 中心值 probe = base + 4
2. 中心值 probe = base（首地址）+ 6
*/
probe = base + (count >> 1);
//获取中心的sel的值也是强转后的值
uintptr_t probeValue = (uintptr_t)getName(probe);
if (keyValue == probeValue) {// 假如 方针key == 中心方位的key 匹配成功
//分类覆盖，分类中有相同姓名的办法，假如有分类的办法咱们就获取分类的办法，多个分类看编译的次序
while (probe > first && keyValue == (uintptr_t)getName((probe - 1))) {
probe--;
}
//回来办法的地址
return &*probe;
}
//假如 keyValue > 中心的方位的值
if (keyValue > probeValue) {
/*
1.base = probe + 1 = 4 + 1 = base（首地址） + 5 向上移 一位
2.base = probe + 1 ;向上移 一位
*/
base = probe + 1;
// 8 -1 = 7 由于比过一次没中 然后循环
count--;
}
}
return nil;//查询完没找到回来nil
}
办法列表中的办法是经过修正的，意思便是按照sel大小进行过排序的
-
二分法查找算法其实便是每次找到范围内的中心方位和keyValue比较，假如相等直接回来查找到的办法（当然假如有分类办法就回来分类办法） - 假如不相等则继续二分法查询，不断缩小查询的范围，假如最终还是没有查询到则回来
nil
2.5 cache_getImp
快速查找流程是汇编完成的
STATIC_ENTRY _cache_getImp
// 获取 isa 放到 p16，这儿 needs_auth = 0
GetClassFromIsa_p16 p0, 0
// 查找，留意这儿 Mode = GETIMP，
CacheLookup GETIMP, _cache_getImp, LGetImpMissDynamic, LGetImpMissConstant
// 缓存未射中，回来0
LGetImpMissDynamic:
mov p0, #0
ret
END_ENTRY _cache_getImp
.macro GetClassFromIsa_p16 src, needs_auth, auth_address
/* note: auth_address is not required if !needs_auth */
#if SUPPORT_INDEXED_ISA // armv7k or arm64_32
...//省略
1:
#elif __LP64__
.if \needs_auth == 0 // _cache_getImp takes an authed class already
mov p16, \src
.else //needs_auth = 1 所以走下面的流程
// 64-bit packed isa
//把 \src 和 \auth_address 传进ExtractISA 得到的结果赋值给p16寄存器
ExtractISA p16, \src, \auth_address
.endif
#else
// 32-bit raw isa
mov p16, \src
#endif
直接走needs_auth==0，p0=curClass。把p0寄存器的值赋值给p16寄存器，p16= curClass
CacheLookup办法前面现已探究过了在这不细说了CacheLookup GETIMP, _cache_getImp, LGetImpMissDynamic, LGetImpMissConstant
- 假如缓存没有射中走
LGetImpMissDynamic流程 - 假如缓存射中
Mode=GETIMP
.macro CacheHit
.if $0 == NORMAL
TailCallCachedImp x17, x10, x1, x16 // authenticate and call imp
.elseif $0 == GETIMP
mov p0, p17
cbz p0, 9f //假如imp = 0直接跳转9流程 return 0
AuthAndResignAsIMP x0, x10, x1, x16 // authenticate imp and re-sign as IMP 9:
ret
-
p17=imp，把p17寄存器的值赋值给p0寄存器，x0=p0=imp - 假如
imp=0直接跳转9流程return 0 -
AuthAndResignAsIMP也是一个宏，对imp进行解码，拿到解码后的imp回来
.macro AuthAndResignAsIMP
// $0 = cache imp , $1 = buckets的地址, $2 = SEL $3 = class
// $0 = $0 ^ $3 = imp ^ class = 解码后的imp
eor $0, $0, $3
.endmacro
缓存中获取imp是编码过的，此时imp^class= 解码后的imp
三 实例查找
创立一个 YJPerson 类，声明个实例办法 say1，不完成 say1，然后调用：
奔溃：
unrecognized经典的溃散信息，[perosn say1]也走了快速查找流程，慢速查找流程，动态办法抉择，最终音讯转发，最终还是没找到报unrecognized，大局查找doesNotRecognizeSelector或者unrecognized selector sent to instance，在源码中查找：
// Replaced by CF (throws an NSException)
+ (void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)sel {
_objc_fatal("+[%s %s]: unrecognized selector sent to instance %p",
class_getName(self), sel_getName(sel), self);
}
// Replaced by CF (throws an NSException)
- (void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)sel {
_objc_fatal("-[%s %s]: unrecognized selector sent to instance %p",
object_getClassName(self), sel_getName(sel), self);
}
最终怎么调用doesNotRecognizeSelector 后面在 音讯转发华章 会做详细的说明
分类测验 创立有个 NSObject+YJ 分类里面添加一个方针办法 testMethod，并在分类中完成
YJPerson 类调用方针办法调用成功了，为什么？由于在 OC 底层没有所谓的方针办法和类办法之分，对于底层来说都是方针办法；获取一个类办法实际上便是获取元类的方针办法:
Method class_getClassMethod(Class cls, SEL sel)
{
if (!cls|| !sel) return nil;
// 回来元类的实例办法
return class_getInstanceMethod(cls->getMeta(), sel);
}
这儿查找流程：
-
YJPerson类没有 –> -
YJPerson元类没有 –> -
NSObject根元类没有 –> -
NSObject根类–> 找到了
