Runtime系列文章
Runtime原理探究（一）—— isa的深入體會（蘋果對isa的優化）
Runtime原理探究（二）—— Class結構的深入分析
Runtime原理探究（三）—— OC Class的方法緩存cache_t
Runtime原理探究（四）—— 刨根問底消息機制
Runtime原理探究（五）—— super的本質
[Runtime原理探究（六）—— Runtime的應用...待續]-()
[Runtime原理探究（七）—— Runtime的API...待續]-()
Runtime原理探究（八）—— 面試題中的Runtime
從面試題出發
請看如下代碼
****************************CLPerson.h
@interface CLPerson : NSObject
@end
****************************CLStudent.h
@interface CLStudent : CLPerson
@end
****************************CLStudent.m
@implementation CLStudent
- (instancetype)init
{
self = [super init];
if (self) {
NSLog(@"[self class] = %@",[self class]);
NSLog(@"[self superclass] = %@",[self superclass]);
NSLog(@"[super class] = %@",[super class]);
NSLog(@"[super superclass] = %@",[super superclass]);
}
return self;
}
@end
****************************main.m
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
[[CLStudent alloc] init];
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
請問調用[[CLStudent alloc] init];會有什么打印結果。
CLStudent
[self class]—— 這個應該沒有什么疑問，結果應該是[self class] = CLStudent
[self superclass]—— 這個應該沒有什么疑問，結果應該是[self superclass] = CLPerson
[super class]—— 我們重寫父類方法的時候，如果需要執行父類方法的邏輯，通常會加一句[super 方法名]，那么super不是指向父類的指針呢，如果是的話，這里的打印結果應該是[super class] = CLPerson
[super superclass]—— 根據上面的推斷，那么這里應該是打印CLPerson的父類，也就是[super superclass] = NSObject實際打印結果
2019-08-12 20:59:23.580048+0800 iOS-Runtime[25274:2862267] [self class] = CLStudent 2019-08-12 20:59:23.580700+0800 iOS-Runtime[25274:2862267] [self superclass] = CLPerson 2019-08-12 20:59:23.580797+0800 iOS-Runtime[25274:2862267] [super class] = CLStudent 2019-08-12 20:59:23.580882+0800 iOS-Runtime[25274:2862267] [super superclass] = CLPerson
通過實際的代碼調試，我們看到[super class]和[super superclass]的打印結果不是我們所預期的。怎么回事呢？
super是什么
要解釋上面的問題，我們還是要回到問題的本質去探討。首先我們簡化一下代碼
****************************CLPerson.h
@implementation CLStudent
- (void)run;
@end
****************************CLPerson.m
@implementation CLStudent
- (void)run {
NSLog(@"CLPerson Run");
}
@end
****************************CLStudent.m
@implementation CLStudent
- (void)run {
[super run];
NSLog(@"CLStudent Run");
}
@end
我們在命令行窗口通過命令xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc CLStudent.m -o CLStudent.cpp 拿到CLStudent.m編譯后的中間代碼CLStudent.cpp在其中可以看到run方法的底層實現如下
static void _I_CLStudent_run(CLStudent * self, SEL _cmd) {
//[super run];
((void (*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("CLStudent"))}, sel_registerName("run"));
//NSLog(@"CLStudent Run");
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_7__p19yp82j0xd2m_1k8fpr77z40000gn_T_CLStudent_5be081_mi_0);
}
*************??????簡化一下
static void _I_CLStudent_run(CLStudent * self, SEL _cmd) {
//[super run];
objc_msgSendSuper((__rw_objc_super){
(id)self,
(id)class_getSuperclass(objc_getClass("CLStudent"))
},
@selector(run));
//NSLog(@"CLStudent Run");不重要，不用管
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_7__p19yp82j0xd2m_1k8fpr77z40000gn_T_CLStudent_5be081_mi_0);
}
*************??????再精簡一下
static void _I_CLStudent_run(CLStudent * self, SEL _cmd) {
//??????結構體單獨抽出來
struct __rw_objc_super arg = {
(id)self,
(id)class_getSuperclass(objc_getClass("CLStudent"))
};
//??????[super run];
objc_msgSendSuper(arg, @selector(run));
}
從精簡后的代碼，可以看出來，[super run];底層實際上是調用了函數objc_msgSendSuper(arg, @selector(run));，首先我們來分析一下它的兩個參數。第二個參數相信不用多解釋了，就是一個方法選擇器SEL，重點看一下第一個參數，這是一個結構體__rw_objc_super，我們在當前的中間代碼里面就可以找到其定義，或者，你也可以通過objc_super在objc源碼里面找到它的定義，如下所示
//??????C++中間代碼里的定義
struct __rw_objc_super {
struct objc_object *object;
struct objc_object *superClass;
__rw_objc_super(struct objc_object *o, struct objc_object *s) : object(o), superClass(s) {}
};
//??????objc源碼中的定義
/// Specifies the superclass of an instance.
struct objc_super {
/// Specifies an instance of a class.
__unsafe_unretained _Nonnull id receiver;
/// Specifies the particular superclass of the instance to message.
#if !defined(__cplusplus) && !__OBJC2__
/* For compatibility with old objc-runtime.h header */
__unsafe_unretained _Nonnull Class class;
#else
__unsafe_unretained _Nonnull Class super_class;
#endif
/* super_class is the first class to search */
};
該結構題里面其實就兩個成員變量
-
id receiver;—— 消息接受者，其實實參傳遞的就是self，也就是CLStudent的實例對象 -
Class super_class;—— 父類，通過中間碼里面該結構體初始化的賦值代碼(id)class_getSuperclass(objc_getClass("CLStudent")可以看出，這個父類就是CLStudent的父類類對象[CLPerson class].
接著我們在看一下objc_msgSendSuper里面究竟干了什么事情。根據函數名字，我們可以在message.h里面找到相關的申明
/**
* Sends a message with a simple return value to the superclass of an instance of a class.
*
* @param super A pointer to an \c objc_super data structure. Pass values identifying the
* context the message was sent to, including the instance of the class that is to receive the
* message and the superclass at which to start searching for the method implementation.
* @param op A pointer of type SEL. Pass the selector of the method that will handle the message.
* @param ...
* A variable argument list containing the arguments to the method.
*
* @return The return value of the method identified by \e op.
*
* @see objc_msgSend
*/
OBJC_EXPORT id _Nullable
objc_msgSendSuper(struct objc_super * _Nonnull super, SEL _Nonnull op, ...)
OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
#endif
解讀一下注釋里面對于參數的說明
-
super—— 是一個指向結構體指針struct objc_super *，它里面的內容是{消息接受者 recv，消息接受者的父類類對象 [[recv superclass] class]}，objc_msgSendSuper會將消息接受者的父類類對象作為消息查找的起點。 -
op—— 消息接受者接受的消息/方法，也就是需要去查找的方法
為了加深理解，我們對比一下給對象正常發送消息后的查找流程
[obj message]->在obj的類對象cls查找方法->在cls的父類對象[cls superclass]查找方法->在更上層的父類對象查找方法-> ... ->在根類類對象 NSObject里查找方法
[super message]->->在obj的類對象cls查找方法(跳過此步驟)(直接從這一步開始)在cls的父類對象[cls superclass]查找方法->在更上層的父類對象查找方法-> ... ->在根類類對象 NSObject里查找方法
因此對于開頭的面試題，真正的運行邏輯如下
小結
NSLog(@"[self class] = %@",[self class]);
消息接受者：
CLStudent的實例對象最終調用的方法：基類
NSObject的-(Class)class方法2019-08-12 20:59:23.580048+0800 iOS-Runtime[25274:2862267] [self class] = CLStudent
NSLog(@"[super class] = %@",[super class]);
消息接受者：仍然是
CLStudent的實例對象最終調用的方法：基類
NSObject的-(Class)class方法2019-08-12 20:59:23.580797+0800 iOS-Runtime[25274:2862267] [super class] = CLStudent
NSLog(@"[self superclass] = %@",[self superclass]);
消息接受者：
CLStudent的實例對象最終調用的方法：基類
NSObject的-(Class)superclass方法2019-08-12 20:59:23.580797+0800 iOS-Runtime[25274:2862267] [self superclass] = CLPerson
NSLog(@"[super superclass] = %@",[super superclass]);
消息接受者：仍然是
CLStudent的實例對象最終調用的方法：基類
NSObject的-(Class)superclass方法2019-08-12 20:59:23.580797+0800 iOS-Runtime[25274:2862267] [super superclass] = CLPerson
因為-class和-superclass方法底層實際上里面是使用了Runtime的API，簡單來說就是如下
- (Class)class
{
return object_getClass(self);
}
- (Class)superclass
{
return class_getSuperclass(object_getClass(self));
}
所以只要明白誰是真正的消息接受者，相信最后的打印結果就很容易理解了。
OK，super的本質探討就到這里。
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