前言
在上一篇iOS底層之objc_msgSend消息快速查找中，我們分析了消息的快速查找流程，如果快速查找流程查找不到，就會進(jìn)入到慢速查找流程，接下來我們分析下慢速查找流程。
慢速查找流程分析之匯編部分
在快速查找流程中，如果沒有找到方法實現(xiàn)，無論是走到CheckMiss還是JumpMiss，最終都會走到__objc_msgSend_uncached匯編函數(shù)
繼續(xù)在objc-msg-arm64.s文件中查找__objc_msgSend_uncached的匯編實現(xiàn)，其中的核心是MethodTableLookup（即查詢方法列表），其源碼如下
END_ENTRY __objc_msgSend_uncached
STATIC_ENTRY __objc_msgLookup_uncached
UNWIND __objc_msgLookup_uncached, FrameWithNoSaves
// THIS IS NOT A CALLABLE C FUNCTION
// Out-of-band p16 is the class to search
MethodTableLookup
ret
END_ENTRY __objc_msgLookup_uncached
然后搜索MethodTableLookup的匯編實現(xiàn)，其中的核心是_lookUpImpOrForward，匯編源碼實現(xiàn)如下
.macro MethodTableLookup
// push frame
SignLR
stp fp, lr, [sp, #-16]!
mov fp, sp
// save parameter registers: x0..x8, q0..q7
sub sp, sp, #(10*8 + 8*16)
stp q0, q1, [sp, #(0*16)]
stp q2, q3, [sp, #(2*16)]
stp q4, q5, [sp, #(4*16)]
stp q6, q7, [sp, #(6*16)]
stp x0, x1, [sp, #(8*16+0*8)]
stp x2, x3, [sp, #(8*16+2*8)]
stp x4, x5, [sp, #(8*16+4*8)]
stp x6, x7, [sp, #(8*16+6*8)]
str x8, [sp, #(8*16+8*8)]
// lookUpImpOrForward(obj, sel, cls, LOOKUP_INITIALIZE | LOOKUP_RESOLVER)
// receiver and selector already in x0 and x1
mov x2, x16
mov x3, #3
bl _lookUpImpOrForward
// IMP in x0
mov x17, x0
// restore registers and return
ldp q0, q1, [sp, #(0*16)]
ldp q2, q3, [sp, #(2*16)]
ldp q4, q5, [sp, #(4*16)]
ldp q6, q7, [sp, #(6*16)]
ldp x0, x1, [sp, #(8*16+0*8)]
ldp x2, x3, [sp, #(8*16+2*8)]
ldp x4, x5, [sp, #(8*16+4*8)]
ldp x6, x7, [sp, #(8*16+6*8)]
ldr x8, [sp, #(8*16+8*8)]
mov sp, fp
ldp fp, lr, [sp], #16
AuthenticateLR
.endmacro
然后我們搜索一下這個方法，發(fā)現(xiàn)只有調(diào)用方法的地方，沒有實現(xiàn)的地方，猜測這個方法是C/C++的方法，所以我們?nèi)サ舴椒ㄇ懊娴南聞澗€然后全局搜索。
注：
1、C/C++中調(diào)用匯編，去查找匯編時，C/C++調(diào)用的方法前面需要多加一個下劃線
2、匯編中調(diào)用C/C++方法時，去查找C/C++方法，需要將匯編調(diào)用的方法前面去掉一個下劃線
慢速查找流程分析之C/C++部分
通過全局搜索，最后在objc-runtime-new.mm文件中找到了源碼實現(xiàn)，這是一個c實現(xiàn)的函數(shù)
IMP lookUpImpOrForward(id inst, SEL sel, Class cls, int behavior)
{
// 定義的消息轉(zhuǎn)發(fā)
const IMP forward_imp = (IMP)_objc_msgForward_impcache;
IMP imp = nil;
Class curClass;
runtimeLock.assertUnlocked();
// 快速查找，如果找到則直接返回imp
//目的：防止多線程操作時，剛好調(diào)用函數(shù)，此時緩存進(jìn)來了
if (fastpath(behavior & LOOKUP_CACHE)) {
imp = cache_getImp(cls, sel);
if (imp) goto done_nolock;
}
//加鎖，目的是保證讀取的線程安全
runtimeLock.lock();
//判斷是否是一個已知的類：判斷當(dāng)前類是否是已經(jīng)被認(rèn)可的類，即已經(jīng)加載的類
checkIsKnownClass(cls);
//判斷類是否實現(xiàn)，如果沒有，需要先實現(xiàn)，此時的目的是為了確定父類鏈，方便后續(xù)的查找
if (slowpath(!cls->isRealized())) {
cls = realizeClassMaybeSwiftAndLeaveLocked(cls, runtimeLock);
}
//判斷類是否初始化，如果沒有，需要先初始化
if (slowpath((behavior & LOOKUP_INITIALIZE) && !cls->isInitialized())) {
cls = initializeAndLeaveLocked(cls, inst, runtimeLock);
}
runtimeLock.assertLocked();
curClass = cls;
//----查找類的緩存
// unreasonableClassCountt 一個足夠大的值，只要比繼承鏈類的個數(shù)大，就循環(huán)有效）
for (unsigned attempts = unreasonableClassCount();;) {
//---當(dāng)前類方法列表（采用二分查找算法），如果找到，則返回，將方法緩存到cache中
Method meth = getMethodNoSuper_nolock(curClass, sel);
if (meth) {
imp = meth->imp;
goto done;
}
//當(dāng)前類 = 當(dāng)前類的父類，并判斷父類是否為nil
if (slowpath((curClass = curClass->superclass) == nil)) {
//--未找到方法實現(xiàn)，跳出循環(huán)，進(jìn)入動態(tài)方法決議流程
imp = forward_imp;
break;
}
// 防止進(jìn)入死循環(huán)
if (slowpath(--attempts == 0)) {
_objc_fatal("Memory corruption in class list.");
}
// --父類緩存
imp = cache_getImp(curClass, sel);
if (slowpath(imp == forward_imp)) {
// 如果在父類中找到了forward，則停止查找，且不緩存，進(jìn)入動態(tài)方法決議流程
break;
}
if (fastpath(imp)) {
//如果在父類中，找到了此方法，將其存儲到cache中
goto done;
}
}
//沒有找到方法實現(xiàn)，嘗試一次方法解析
if (slowpath(behavior & LOOKUP_RESOLVER)) {
//動態(tài)方法決議的控制條件，表示流程只走一次
behavior ^= LOOKUP_RESOLVER;
return resolveMethod_locked(inst, sel, cls, behavior);
}
done:
//存儲到緩存
log_and_fill_cache(cls, imp, sel, inst, curClass);
//解鎖
runtimeLock.unlock();
done_nolock:
if (slowpath((behavior & LOOKUP_NIL) && imp == forward_imp)) {
return nil;
}
return imp;
}
通過對上面代碼的分析，我們可以得出慢速轉(zhuǎn)發(fā)主要分為以下幾步
step1：cache緩存中進(jìn)行查找，即快速查找，找到則直接返回imp，否則進(jìn)入下一步。
我們看下cache_getImp方法的源碼實現(xiàn)
STATIC_ENTRY _cache_getImp
//通過isa指針得到class信息
GetClassFromIsa_p16 p0
//快速查找流程，參數(shù)為GETIMP
CacheLookup GETIMP, _cache_getImp
LGetImpMiss:
mov p0, #0
ret
END_ENTRY _cache_getImp
通過iOS底層之objc_msgSend消息快速查找我們可以分析得出
- 如果
沒有找到方法實現(xiàn)，則會進(jìn)入到JumpMiss $0或CheckMiss $0，因為$0=GETIMP，所在最終會執(zhí)行LGetImpMiss，返回nil。
step2：校驗cls
- 是否是
已知類，如果不是，則報錯 - 類是否
實現(xiàn)，如果沒有，則需要先實現(xiàn)，然后確定其繼承鏈，此時實現(xiàn)的目的是為了確定繼承鏈、ro、以及rw等，方法后續(xù)數(shù)據(jù)的讀取以及根據(jù)繼承鏈遞歸查找 - 是否
初始化，如果沒有，則初始化
step3：for循環(huán)，按照類繼承鏈 或者 元類繼承鏈的順序查找
- 當(dāng)前cls的
方法列表中使用二分查找算法查找方法，如果找到，則進(jìn)入cache寫入流程，并返回imp，如果沒有找到，則返回nil - 當(dāng)前
cls被賦值為父類，如果父類等于nil，則imp = 消息轉(zhuǎn)發(fā)，并終止遞歸，進(jìn)入step4 - 父類緩存中查找方法
- 如果
未找到，則重復(fù)step3 - 如果
已找到，則判斷是否是forward_imp，如果是則進(jìn)入動態(tài)方法決議流程，如果不是forward_imp，則將imp存入cache中，然后返回imp。
- 如果
step4：判斷是否執(zhí)行過動態(tài)方法解析
- 如果
沒有，執(zhí)行動態(tài)方法解析 - 如果執(zhí)行過一次
動態(tài)方法解析，則走到消息轉(zhuǎn)發(fā)流程
消息慢速轉(zhuǎn)發(fā)流程圖
以上就是方法的慢速查找流程，下面我們來詳細(xì)解釋下二分查找算法
二分查找算法
我們接下來看下慢速查找流程中相關(guān)的二分查找算法核心源碼
ALWAYS_INLINE static method_t *
findMethodInSortedMethodList(SEL key, const method_list_t *list)
{
ASSERT(list);
const method_t * const first = &list->first;
const method_t *base = first;
const method_t *probe;
uintptr_t keyValue = (uintptr_t)key;
uint32_t count;
//base相當(dāng)于low，count是max，probe是middle，這就是二分
for (count = list->count; count != 0; count >>= 1) {
//從首地址+下標(biāo) --> 移動到中間位置（count >> 1 左移1位即 count/2 = 4）
probe = base + (count >> 1);
uintptr_t probeValue = (uintptr_t)probe->name;
//如果查找的key的keyvalue等于中間位置（probe）的probeValue，則直接返回中間位置
if (keyValue == probeValue) {
// -- while 平移 -- 查找分類重名方法
while (probe > first && keyValue == (uintptr_t)probe[-1].name) {
//查找分類重名方法（方法的存儲是先存儲分類方法，再存儲類方法，所以會優(yōu)先執(zhí)行分類的同名方法）
//如果是兩個分類，就看誰先進(jìn)行加載
probe--;
}
return (method_t *)probe;
}
//如果keyValue 大于 probeValue，就往probe即中間位置的右邊查找
if (keyValue > probeValue) {
base = probe + 1;
count--;
}
}
return nil;
}
算法原理簡述為：從第一次查找開始，每次都取中間位置，與想查找的key的value值作比較，如果相等，則需要查找分類同名方法，然后將查詢到的位置的方法實現(xiàn)返回，如果不相等，則需要繼續(xù)二分查找，如果循環(huán)至count = 0還是沒有找到，則直接返回nil。總結(jié)流程如下
二分查找流程圖
