深入理解Objective-C的Runtime機制

Objective-C是基於C語言加入了面向對象特性和消息轉發機制的動態語言，這意味著它不僅需要一個編譯器，還需要Runtime系統來動態創建類和對象，進行消息發送和轉發。下面通過分析Apple開源的Runtime代碼（我使用的版本是objc4-646.tar）來深入理解Objective-C的Runtime機制。

Runtime數據結構

在Objective-C中，使用[receiver message]語法並不會馬上執行receiver對象的message方法的代碼，而是向receiver發送一條message消息，這條消息可能由receiver來處理，也可能由轉發給其他對象來處理，也有可能假裝沒有接收到這條消息而沒有處理。其實[receiver message]被編譯器轉化為：

id objc_msgSend ( id self, SEL op, ... );

下面從兩個數據結構id和SEL來逐步分析和理解Runtime有哪些重要的數據結構。

SEL

SEL是函數objc_msgSend第二個參數的數據類型，表示方法選擇器，按下面路徑打開objc.h文件：

SEL Data Structure

查看到SEL數據結構如下：

typedef struct objc_selector *SEL;

其實它就是映射到方法的C字符串，你可以通過Objc編譯器命令@selector()或者Runtime系統的sel_registerName函數來獲取一個SEL類型的方法選擇器。

如果你知道selector對應的方法名是什麼，可以通過NSString* NSStringFromSelector(SEL aSelector)方法將SEL轉化為字符串，再用NSLog列印。

id

接下來看objc_msgSend第一個參數的數據類型id，id是通用類型指針，能夠表示任何對象。按下面路徑打開objc.h文件：

id Data Structure

查看到id數據結構如下：

/// Represents an instance of a class.struct objc_object { Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;};/// A pointer to an instance of a class.typedef struct objc_object *id;

id其實就是一個指向objc_object結構體指針，它包含一個Class isa成員，根據isa指針就可以順藤摸瓜找到對象所屬的類。

注意：根據Apple的官方文檔Key-Value Observing Implementation Details提及，key-value observing是使用isa-swizzling的技術實現的，isa指針在運行時被修改，指向一個中間類而不是真正的類。所以，你不應該使用isa指針來確定類的關係，而是使用class方法來確定實例對象的類。

Class

isa指針的數據類型是Class，Class表示對象所屬的類，按下面路徑打開objc.h文件：

Class Data Structure

/// An opaque type that represents an Objective-C class.typedef struct objc_class *Class;

可以查看到Class其實就是一個objc_class結構體指針，但這個頭文件找不到它的定義，需要在runtime.h才能找到objc_class結構體的定義。

按下面路徑打開runtime.h文件：

objc_class Data Structure