消息传递（Messaging）

本章描述了如何将消息表达式转换成objc_msgSend函数调用，以及如何通过名字引用方法。然后解释如何利用objc_msgSend以及如何避免动态绑定

objc_msgSend函数

在Objective-C中，直到运行时，消息才会绑定到方法的实现。编译器才会转换消息表达式，

[receiver message]

调用消息传递行数objc_msgSend。这个函数需要接收者和消息中提到的方法名即方法选择器作为它的两个主要参数：

objc_msgSend(receiver, selector)

消息中传入的任何参数都可以在objc_msgSend处理：

objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, ...)

消息传递函数支持动态绑定：

• 首先，获取选择器指向的程序（方法实现）。因为相同的方法可以被不同的类分别实现，获取的具体程序取决于接收器的类。
• 然后调用程序，通过传递接收对象（数据指针）以及方法中指定的任何参数。
• 最后，它传递程序返回值作为自己的返回值。

注意：编译器生成消息传递函数。不能在代码中直接调用。
消息传递的关键在于编译器编译每个类和对象的结构。每个类结构包括这两个基本要素：

• 指向父类的指针
• Dispatch表类。这个表的记录可以将方法选择器与指定类方法的地址关联。setOrigin:: 方法的选择器与setOrigin::地址（程序实现）有关，display 方法的选择器与的display 地址有关，等等

当创建一个新对象，会分配内存并初始化实例变量。首先，对象变量是一个指向类结构的指针。该指针，称为isa，通过类，对象可以访问该类和该对象继承的所有类。
注意：isa指针虽然不是语言严格意义上的一部分，但是是使用Objective-C运行时系统所需的一个对象。一个对象须“等效于”结构定义中的struct objc_object（定义于objc/objc.h）。然而，很少需要创建自己的根对象和继承自NSObject 或NSProxy 的对象，自动有isa变量。
类元素和对象结构如图3-1所示。
图3-1 消息传递框架


当一个消息发送到一个对象，消息传递函数遵循对象的isa指针，该指针指向类结构，并在dispatch表中查找方法选择器。如果不能找到选择器，objc_msgSend则遵循指向父类的指针并试图在dispatch表找到选择器。一直找不到选择器，objc_msgSend将一直查找类的层次结构，直到NSObject类。一旦定位到选择器，函数将调用表中的方法，并将其传递到接收对象的数据结构。
运行时选择以这种方式实现方法。或者以面向对象编程术语来说，该方法是动态绑定到消息。
为了加快消息传递过程，运行时系统缓存使用的方法的选择器和地址。每个类有一个单独的缓存，可以包含继承方法和类中定义方法的选择器。在搜索dispatch表之前，消息传递程序首先检查接收对象类（理论上，是有可能再次使用的方法）的缓存。如果方法选择器在缓存中，消息传递稍微比函数调用慢。一旦一个程序运行足够长时间来“热身”缓存，几乎所有发送的消息都能找到缓存方法。在程序运行时，缓存能动态适应新消息。

使用隐藏的参数

当objc_msgSend发现实现方法的程序，它调用程序，并传递消息中所有的参数。也传递两个隐藏参数到程序：

• 接收对象
• 方法选择器

这些参数为每个方法实现提供明确信息，这些信息关于调用它们的消息表达式。它们被认为是“隐藏”的，因为方法定义代码中未声明它们。当编译代码时，它们插入到实现中。
尽管这些参数没有显式的声明，源代码仍然可以引用它们（就像它可以引用接收对象的实例变量）。方法引用接收对象作为self，以及自己的选择器作为_cmd。在下面的例子中，_cmd引用strange 方法的选择器，self引用接收一个strange 消息的对象。

- strange
{
    id  target = getTheReceiver();
    SEL method = getTheMethod();
 
    if ( target == self || method == _cmd )
        return nil;
    return [target performSelector:method];
}

Self对两个参数更加有用。实际上，接收对象的实例变量可用于方法定义。

获取方法地址

避免动态绑定的唯一方法是获取方法的地址并且直接调用它，就好像它是个函数。当一个特定的方法多次连续执行，并且你希望每次执行该方法时避免消息传递开销，在这种极少数的情况下，该方法可行。
NSObject类中定义一个methodForSelector:方法，可以访问指向实现方法程序的指针，然后使用指针调用该程序。methodForSelector:指针的返回值必须指向合适的函数类型。必须包含返回值和参数类型。
下面的例子展示了程序如何实现setFilled: 方法：

void (*setter)(id, SEL, BOOL);
int i;
 
setter = (void (*)(id, SEL, BOOL))[target
    methodForSelector:@selector(setFilled:)];
for ( i = 0 ; i < 1000 ; i++ )
    setter(targetList[i], @selector(setFilled:), YES);

前两个参数传递给接收对象（self）的程序和方法选择器（_cmd）。这些参数在方法语法中是隐藏的，但当该方法当成函数调用时，必须是显式的。
使用methodForSelector:方法避免动态绑定节省了消息转发所需的大部分时间。然而，只有在特定消息重复多次的情况下，如上面的for循环，节省时间才会有重要意义。
注意：Cocoa运行时系统提供methodForSelector:方法，该方法并不是Objective-C 语言本身的特性。


官方原文地址：
https://developer.apple.com/library/ios/documentation/Cocoa/Conceptual/ObjCRuntimeGuide/Articles/ocrtHowMessagingWorks.html#//apple_ref/doc/uid/TP40008048-CH104-SW1