在OC中,如果像對象傳遞消息,就會調用動態綁定機制來絕對調用的方法,對象在接收消息時調用的方法則由運行期決定,也可以在運行時改變,這些特性使得OC成為一門動態語言.
給對象發送一條消息如下:
id obj = [NSObject alloc];
obj = [obj init];
編譯器看到此消息時,將其轉換為一條標準的C語言函數調用 ,所調用的函數是消息傳遞機制的核心函數,叫做objc_msgSend,其原型如下
? ? void objc_msgSend ( id self, SEL cmd,.....)
第一個參數代表接收者,第二個參數代表選擇子：
這個函數完成了動態綁定的所有事情：
1.首先它找到selector對應的方法實現。因為同一個方法可能在不同的類中有不同的實現，所以我們需要依賴于接收者的類來找到的確切的實現。
2.它調用方法實現，并將接收者對象及方法的所有參數傳給它。
3.最后，它將實現返回的值作為它自己的返回值。
編譯器會把剛才消息轉化如下函數:
1.
id obj =objc_msgSend([NSObject class],@selector(alloc));
? ? obj =objc_msgSend(self,@selector(init));
2.
id obj =objc_msgSend(objc_getClass("NSObject"),sel_registerName("alloc"));
? ? obj =objc_msgSend(obj,sel_registerName("init"));
3.
id obj = ((NSObject *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("NSObject"), sel_registerName("alloc"));
obj = ((id (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)obj, sel_registerName("init"));
objc_msgSend方法看清來好像返回了數據，其實objc_msgSend從不返回數據，而是你的方法在運行時實現被調用后才會返回數據。
objc_msgSend函數會一句接收者與選擇子的類型調用適當方法,會在接收者的類中尋找"方法列表",如有與選擇子相同名稱的方法 跳轉至方法實現,具體步驟如下:
1.首先檢測這個selector是不是要忽略。比如 Mac OS X 開發，有了垃圾回收就不理會 retain，release 這些函數。
2.檢測這個selector的 target 是不是nil，Objc 允許我們對一個 nil 對象執行任何方法不會 Crash，因為運行時會被忽略掉。
3.如果上面兩步都通過了，那么就開始查找這個類的實現IMP，先從 cache 里查找，如果找到了就運行對應的函數去執行相應的代碼。
若找不到,沿繼承體系逐級查找,一直找到 NSObject 類為止若最終還沒有響應方法,則跳轉至"消息轉發"操作.
在消息的傳遞中，編譯器會根據情況在objc_msgSend，objc_msgSend_stret，objc_msgSendSuper，objc_msgSendSuper_stret這四個方法中選擇一個調用。如果消息是傳遞給父類，那么會調用名字帶有 Super 的函數，如果消息返回值是數據結構而不是簡單值時，會調用名字帶有 stret 的函數。當objc_msgSend找到方法對應實現時，它將直接調用該方法實現，并將消息中所有參數都傳遞給方法實現，同時，它還將傳遞兩個隱藏參數：
接受消息的對象(self所指向的內容，當前方法的對象指針)
方法選擇器(_cmd指向的內容，當前方法的 SEL 指針)
為解決調用速度問題,objc_msgSend會將匹配結果緩存在類的"快速映射表中",把選擇子緩存在其中.現詳細說明類的相關實現
Class
typedef struct objc_class *Class;
Class其實是指向objc_class結構體的指針。objc_class的數據結構如下：
struct objc_class {? ?
Class isa? OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__? ?
Class super_class? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
?const char *name? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
long version ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?OBJC2_UNAVAILABLE;
long info ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list *ivars ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list **methodLists ? ?? ?OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache *cache ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list *protocols ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
從objc_class可以看到，一個運行時類中關聯了它的父類指針、類名、成員變量、方法、緩存以及附屬的協議。
其中objc_ivar_list和objc_method_list分別是成員變量列表和方法列表：
// 成員變量列表
struct objc_ivar_list {
int ivar_count? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
int space? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
struct objc_ivar ivar_list[1]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
}? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
// 方法列表
struct objc_method_list {
struct objc_method_list *obsolete? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
int method_count? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
int space ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
struct objc_method method_list[1]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? OBJC2_UNAVAILABLE;
}
由此可見，我們可以動態修改*methodList的值來添加成員方法，這也是 Category 實現的原理，同樣解釋了 Category 不能添加屬性的原因。這里可以參考文章：深入理解 Objective-C: Category。
objc_ivar_list結構體用來存儲成員變量的列表，而objc_ivar則是存儲了單個成員變量的信息；同理，objc_method_list結構體存儲著方法數組的列表，而單個方法的信息則由objc_method結構體存儲。
值得注意的時，objc_class中也有一個 isa 指針，這說明 Objc 類本身也是一個對象。為了處理類和對象的關系，Runtime 庫創建了一種叫做 Meta Class(元類) 的東西，類對象所屬的類就叫做元類。Meta Class 表述了類對象本身所具備的元數據。
我們所熟悉的類方法，就源自于 Meta Class。我們可以理解為類方法就是類對象的實例方法。每個類僅有一個類對象，而每個類對象僅有一個與之相關的元類。
當你發出一個類似[NSObject alloc](類方法)的消息時，實際上，這個消息被發送給了一個類對象(Class Object)，這個類對象必須是一個元類的實例，而這個元類同時也是一個根元類(Root Meta Class)的實例。所有元類的 isa 指針最終都指向根元類。
所以當[NSObject alloc]這條消息發送給類對象的時候，運行時代碼objc_msgSend()會去它元類中查找能夠響應消息的方法實現，如果找到了，就會對這個類對象執行方法調用。
