詳解Objective-C獲取消息工作機制
Objective-C獲取消息工作機制是本文要介紹的內容，看name mangling的時候，也講到了Objective-C的name mangling，于是又重新讀了一下Objective-C 2.0 programming Language以及Objective-C 2.0 Runtime Reference里的相關內容,自己歸納一下。
先貼一段代碼：
- MyClass.h
- @interface MyClass : NSObject
- {
- }
- @end
- MyClass.m
- #import </usr/include/objc/runtime.h>
- #import “MyClass.h”
- void myClassIMP(id _rec, SEL _cmd, int theInt)
- {
- NSLog(@”dynamic added method:%d”,theInt);
- }
- - (id)init
- {
- if( ( self = [super init]) != nil )
- {
- class_addMethod([MyClass class], @selector(dynGeneratedMethod:),(IMP)myClassIMP,”v@:i”);
- }
- return self;
- }
- Main.c
- #import “MyClass.h”
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- MyClass theInstance = [[MyClass alloc] init];
- [theInstance dynGeneratedMethod:10];
- return 0;
- }
這段代碼執行的結果是在控制臺上輸出：
- dynamic added method:10
接著來詳細分析一下上面的代碼：
在ObjC的類中這樣的一個聲明 – (void)foo:(int)a；被稱作方法(method),而在調用的地方: [theClass foo:10];則被稱之為發送消息(send message),具體來說是給對象theClass 發送foo:消息,注意這里foo后面的”:”，它也是消息名稱的一部分，最前面的'-'代表實例方法，'+'代表類方法。而類似的語句，在C或C++中，通常被稱為呼叫函數（call function）,在ObjC中，函數(function)一詞很少用到,不是它不存在，而是它被ObjC runtime給隱藏了起來。
如前所述，ObjC是以消息機制來工作的，但其實諸如-(void)foo:(int)a的語句在編譯時被objc_msgSend(receiver,selector,arg1,arg2,….)替換了，所以其實每一條發送消息的代碼本質上還是調用函數(call function),不過他們調用的都是同一個函數objc_msgSend（也可能是objc_msgSend_stret(返回值是結構體),objc_msgSend_fpret(返回值是浮點型)等)
分析objc_msgSend的參數，第一個receiver的類型是id,代表接受消息的對象,第二個是selector代表接收對象的方法，后面的是該方法的參數，之前那條語句的被編譯器替換后就是：
- [theClass foo:10] -> objc_msg(theClass,@selector(foo:),10);
因為消息的接受對象和接受對象的方法都參數化，所以在運行時刻，接受對象和接受對象的方法都可以是動態的!
比如說程序里面可以這樣寫：
- id helper = getTheReceiver();
- SEL request = getTheSelector();
- [helper performSelector:request];
它的實現是基于ObjC runtime. NSObject類實現了這套機制，所以每一個繼承于NSObject的類都能自動獲得runtime的支持。在這樣的一個類中，有一個isa指針，指向該類定義的數據結構體,這個結構體是由編譯器編譯時為類（須繼承于NSObject）創建的.在這個結構體中有包括了指向其父類類定義的指針以及Dispatch table. Dispatch table是一張SEL和IMP的對應表。
對于名稱相同的方法，他們都有相同的SEL,方法的名稱不包括類名稱，所以子類和父類中的同名方法擁有相同的SEL,但是他們的實現可以各不相同，因而在他們各自的Dispatch表中SEL所對應的IMP是不同的，IMP是一個函數指針，而雖然每一個SEL對應的是一個方法的名稱，但考慮到效率，SEL本身是一個整型，編譯器會另外生成一張SEL和方法名稱對應的表。有了這樣的結構，objc就可以實現多態了。還是這行代碼：
- [theClass foo:10]；
是向theClass發送了foo:消息,那么首先在theClass的類結構的Dispatch table里找有沒有對應的SEL，如果有的話，就表示theClass有響應該消息的方法，程序就跳到該方法的代碼地址頭（由IMP指定），開始執行。如果在theClass的Dispatch table找不到對應的SEL,那么就會通過isa所指的結構體中包含的父類指針，到父類里面去尋找，如果到最后還是沒有找到，就會出現runtime error.所以說，即使theClass以及它的父類都沒有定義-(void) foo:(int)a方法，程序還是可以通過編譯，但如果是用xcode的話，編譯器會有警告，告知theClass可能無法響應該消息。不會報錯的原因是類的方法也可以在執行時刻創建！上面的代碼：
- class_addMethod([MyClass class], @selector(dynGeneratedMethod:),(IMP)myClassIMP,”v@:i”);
就是給MyClass類在執行時刻增加了一個響應dynGeneratedMethod:消息的方法，這樣之后對任何MyClass的instance類發送dynGeneratedMethod:消息，就會得到響應了.myClassIMP是類收到該消息時要調用的方法，其聲明如下：
- void myClassIMP(id _rec, SEL _cmd, int theInt)
這個方法的前面兩個參數是必須的，之后的參數才是我們實際用到的參數，數目和@selector()中的冒號數一樣,冒號數代表的就是參數個數。第一個參數是消息的接受對象，是MyClass的實例，第二個參數是由SEL代表的具體消息。
Class_addMethod的最后一個參數是表示dynGeneratedMethod:的返回值和參數信息，不過我自己試了一下，這個參數不起作用。
幾個要點：
1、對于C中被稱為函數(function)和函數調用(function call)的地方，在ObjC中被叫做方法(method)和發送消息(send message).試圖調用未定義的方法會導致編譯錯誤，而發送一條消息，即使沒有任何類定義了響應該消息的方法，編譯時也不會報錯，從語義上講這也是對的，發一條消息本來就不要求一定有人會響應，不過如果執行到發送消息的代碼時真的沒有類可以響應的話，是會發生runtime error,為了避免這種事情發生，可以先進行檢測，這樣寫：
- if( [myClass respondsToSelector:@selector(foo:)])
- {
- [myClass foo:10];
- }
我感覺ObjC這樣的一套sender receiver的定義更注重面向對象的概念。類是一個接收者(receiver)，如果定義了某個方法，就可以接收和這個方法名稱相同的消息。而使用該類的client(sender),則嘗試向該類發送消息.如果匹配了，就跳到類的方法里執行。
2、方法名稱是諸如foo:，不包括返回類型，參數類型，而又因為一個foo:對應于一個SEL，所以說ObjC不支持相同的foo:有不同的返回類型，也不支持重載。不過類方法和實例方法可以有相同的名字，而又有不同類型的參數和返回類型,因為它們不是處在同一張dispatch table中。
3、不僅類的方法可以運行時刻創建，類本身也可以在運行時刻創建，前面提到繼承于NSObject的類,編譯器會幫忙生成ObjC runtime所需要的類結構定義，只要我們在代碼里也按照那個結構創建了自己的類，那一樣可以獲得ObjC runtime的支持。
小結：詳解Objective-C獲取消息工作機制的內容介紹完了，從Objective-C的消息機制可以看出，它是一門很靈活的語言。最后希望本文對你有所幫助！
