Objective c 中的消息传递机制

Objective-C中调用函数的方法是“消息传递”，这个和普通的函数调用的区别是，你可以随时对一个对象传递任何消息，而不需要在编译的时候声明这些方法。所以Objective-C可以在runtime的时候传递人和消息。

在C++或Java中调用某个类的方法，在Objective-C中是给该类发送一个消息。在C++或Java里，类与类的行为方法之间的关系非常紧密，一个方法必定属于一个类，且于编译时就已经绑定在一起，所以你不可能调用一个类里没有的方法。而在Objective-C中就比较简单了，类和消息之间是松耦合的，方法调用只是向某个类发送一个消息，该类可以在运行时再确定怎么处理接受到的消息。也就是说，一个类不保证一定会响应接收到的消息，如果收到了一个无法处理的消息，那么程序既不会出错也不或宕掉，它仅仅是什么都不做，并返回一个nil【在编译期是不出错的，符合语义上的理解，但是runtime运行时的话，会崩溃】。这种设计本身也比较符合软件的隐喻。

很显然，既然编译期并不能确定方法的地址，那么运行期就需要自行定位了。而Objective-C runtime就是通过“id objc_msgSend(id theReceiver, SEL theSelector, ...)”这个函数来调用方法的。其中theReceiver是调用对象，theSelector则是消息名，省略号就是C语言的不定参数了。

objc_msgSend的动态绑定过程
1.根据receiver对象去查找selector方法的具体实现位置
2.调用查找到的实现，传递参数
3.将方法实现的返回值作为自己的返回值，返回
那objc_msgSend的是如何查找方法的具体实现位置呢，从网上找了一下，如下：
编译器构建每个类的时候，每个类必须包含二个必要的元素：
•指向父类的指针
•一个调度表（dispatch table），调度表将类的selector与方法的实际内存地址关联起来。
我们知道每个对象都有一个isa指针，指向所属类，通过这个isa指针可以找到对象的所属类和所属的父类...
查找过程如下：

(图片来源网络)

当想一个对象发送消息的时候，先根据isa找到所属的类，然后去查找该类的dispatch table，如果没有找到，就去其父类中查找...如果找到了，就根据调度表中的内存地址调用该实现，如果最后一直没有找到返回nil。

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如前所述，ObjC是以消息机制来工作的，但其实诸如-(void)foo:(int)a的语句在编译时被objc_msgSend(receiver,selector,arg1,arg2,….)替换了，所以其实每一条发送消息的代码本质上还是调用函数(call function),不过他们调用的都是同一个函数objc_msgSend（也可能是objc_msgSend_stret(返回值是结构体),objc_msgSend_fpret(返回值是浮点型)等)
　　分析objc_msgSend的参数，第一个receiver的类型是id,代表接受消息的对象,第二个是selector代表接收对象的方法，后面的是该方法的参数，之前那条语句的被编译器替换后就是：

[theClass foo:10]  -> objc_msg(theClass,@selector(foo:),10);

因为消息的接受对象和接受对象的方法都参数化，所以在运行时刻，接受对象和接受对象的方法都可以是动态的!

比如说程序里面可以这样写：

id helper = getTheReceiver();  
SEL request = getTheSelector();  
[helper performSelector:request]; 

　　它的实现是基于ObjC runtime. NSObject类实现了这套机制，所以每一个继承于NSObject的类都能自动获得runtime的支持 。在这样的一个类中，有一个isa指针，指向该类定义的数据结构体,这个结构体是由编译器编译时为类（须继承于NSObject）创建的.在这个结构体中有包括了指向其父类类定义的指针以及Dispatch table. Dispatch table是一张SEL和IMP的对应表 。　　对于名称相同的方法，他们都有相同的SEL,方法的名称不包括类名称，所以子类和父类中的同名方法拥有相同的SEL,但是他们的实现可以各不相同，因而在他们各自的Dispatch表中SEL所对应的IMP是不同的，IMP是一个函数指针，而虽然每一个SEL对应的是一个方法的名称，但考虑到效率，SEL本身是一个整型，编译器会另外生成一张SEL和方法名称对应的表 。有了这样的结构，objc就可以实现多态了 。还是这行代码：

[theClass foo:10]；

是向theClass发送了foo:消息,那么首先在theClass的类结构的Dispatch table里找有没有对应的SEL，如果有的话，就表示theClass有响应该消息的方法，程序就跳到该方法的代码地址头（由IMP指定），开始执行 。如果在theClass的Dispatch table找不到对应的SEL,那么就会通过isa所指的结构体中包含的父类指针，到父类里面去寻找，如果到最后还是没有找到，就会出现runtime error.所以说，即使theClass以及它的父类都没有定义-(void) foo:(int)a方法，程序还是可以通过编译，但如果是用xcode的话，编译器会有警告，告知theClass可能无法响应该消息 。不会报错的原因是类的方法也可以在执行时刻创建！上面的代码：

class_addMethod([MyClass class], @selector(dynGeneratedMethod:),(IMP)myClassIMP,”v@:i”); 

　　就是给MyClass类在执行时刻增加了一个响应dynGeneratedMethod:消息的方法，这样之后对任何MyClass的instance类发送dynGeneratedMethod:消息，就会得到响应了.myClassIMP是类收到该消息时要调用的方法，其声明如下:

void myClassIMP(id _rec, SEL _cmd, int theInt) 

　　这个方法的前面两个参数是必须的，之后的参数才是我们实际用到的参数，数目和@selector()中的冒号数一样,冒号数代表的就是参数个数  。第一个参数是消息的接受对象，是MyClass的实例，第二个参数是由SEL代表的具体消息  。

　　Class_addMethod的最后一个参数是表示dynGeneratedMethod:的返回值和参数信息，不过我自己试了一下，这个参数不起作用  。

　　几个要点：

　　1、对于C中被称为函数(function)和函数调用(function call)的地方，在ObjC中被叫做方法(method)和发送消息(send message).试图调用未定义的方法会导致编译错误，而发送一条消息，即使没有任何类定义了响应该消息的方法，编译时也不会报错，从语义上讲这也是对的，发一条消息本来就不要求一定有人会响应，不过如果执行到发送消息的代码时真的没有类可以响应的话，是会发生runtime error,为了避免这种事情发生，可以先进行检测，这样写：

if( [myClass respondsToSelector:@selector(foo:)])  
{  
   [myClass foo:10];  
} 

　　我感觉ObjC这样的一套sender receiver的定义更注重面向对象的概念。类是一个接收者(receiver)，如果定义了某个方法，就可以接收和这个方法名称相同的消息。而使用该类的client(sender),则尝试向该类发送消息.如果匹配了，就跳到类的方法里执行。

　　2、方法名称是诸如foo:，不包括返回类型，参数类型，而又因为一个foo:对应于一个SEL，所以说ObjC不支持相同的foo:有不同的返回类型，也不支持重载 。不过类方法和实例方法可以有相同的名字，而又有不同类型的参数和返回类型,因为它们不是处在同一张dispatch table中。

        3、不仅类的方法可以运行时刻创建，类本身也可以在运行时刻创建，前面提到继承于NSObject的类,编译器会帮忙生成ObjC runtime所需要的类结构定义，只要我们在代码里也按照那个结构创建了自己的类，那一样可以获得ObjC runtime的支持。

引用网址：http://yangxu850611.blog.163.com/blog/static/174789113201110222115417/

http://www.cnblogs.com/ItNoob/archive/2012/11/21/objc_msg_send.html

另附进阶文章一篇。

http://www.cnblogs.com/ygm900/archive/2013/01/16/2862676.html