一、摘要 1.閱讀該篇，需要對runtime底層及類對象數據結構有一定瞭解，本篇僅著重講解方法緩存的演算法； 2.以下以類對象來論述，元類對象以此類推； 二、類對象數據結構 //rumtime源碼 //小碼哥圖片 說明：其中cache_t類型變數cache就是用來緩存曾經調度過的方法； 三、方法調度原 ...
一、摘要
1.閱讀該篇，需要對runtime底層及類對象數據結構有一定瞭解，本篇僅著重講解方法緩存的演算法；
2.以下以類對象來論述，元類對象以此類推；
二、類對象數據結構
//rumtime源碼
//小碼哥圖片
說明：其中cache_t類型變數cache就是用來緩存曾經調度過的方法；
三、方法調度原理
Person *per = [[Person alloc] init];
createCaches(ORIGINAL_MASK);
handleMethod("test1", @selector(test1), [per test1]); handleMethod("test2", @selector(test2), [per test2]); handleMethod("test1", @selector(test1), [per test1]); handleMethod("test3", @selector(test3), [per test3]); handleMethod("test4", @selector(test4), [per test4]); handleMethod("test5", @selector(test5), [per test5]); handleMethod("test4", @selector(test4), [per test4]); handleMethod("test6WithHeight:age:", @selector(test6WithHeight:age:), [per test6WithHeight:1.7 age:30]); handleMethod("test7WithName:", @selector(test7WithName:), [per test7WithName:@"張三"]); free(methodCaches);
如上所示：
1.實例對象per調test1/2/3等方法時，runtime底層本質是通過msgSend向per對象發送消息；
2.系統會通過per的isa指針找到其類對象，然後優先到該類對象的cache裡面去查找，如果能找到則直接調用；如果沒有找到則再到struct_rw_t中的methods方法列表中查找；如果還沒找到，則通過superClass指針到父類中查找（查找順序同前所述）；如果一級父類沒找到，則一直往上級父類查找，直到根父類；如果根父類也沒有，則返回空；
四、cache緩存演算法
1.方法底層結構
說明：cache內部包含三個變數：buckets（散列表），_mask（散列表的長度-1），_occupied（已經緩存的方法數量）；bucket_t包含兩個變數：類似於字典的鍵值對，_key是
方法SEL（整型數據），_imp緩存函數的記憶體地址；
2.演算法思路——散列表（空間換時間）：
1）用散列表（即數組）來緩存調用的方法，先開闢固定長度的記憶體（此處設置為3），數組元素則為鍵值對的結構體；
//創建散列表
void createCaches(mask_t mask) { //創建散列表 struct bucket_t *originalBuckets = (struct bucket_t *)malloc(sizeof(struct bucket_t)*mask); for (int i = 0; i < mask; i++) { originalBuckets[i]._name = ""; originalBuckets[i]._key = 0; originalBuckets[i]._imp = NULL; originalBuckets[i]._types = "null"; } methodCaches = (struct cache_t *)malloc(sizeof(struct cache_t)); methodCaches->_mask = (mask_t)(mask-1); methodCaches->_occupied = 0; methodCaches->_buckets = originalBuckets; }
2）用_mask與_key進行按位與運算，得到每個元素的下標index——這樣得出的index不會大於_mask（原因：可以看位域那篇文章），同時為隨機數；
3）每次調方法，會先進行按位與計算得出下標A，然後查找該下標位置處是否緩存了方法：如果有且緩存的方法跟被調方法相同，則直接調用緩存中的方法；如果沒有，則下標-1進行遍歷查找（為0時，直接回到數組末尾，再-1繼續查找），直至回到A處，如果找到了，則直接調，如果沒有找到，則將該方法進行緩存；
//查找核心代碼
//inline關鍵字：C++關聯函數，表示在調用該函數處，直接替換成函數體內的代碼（好處：避免頻繁調用該函數導致記憶體消耗） static inline mask_t cache_next(mask_t i, mask_t mask) { return i ? i-1 : mask; } //查找方法 IMP findSEL(SEL selector) { mask_t begin = _mask & (long long)selector; mask_t i = begin; do {//如果查到直接返回，否則-1往回查找，直到又回到begin位置處 if (_buckets[i]._key == (long long)selector) { return _buckets[i]._imp; } } while ((i = cache_next(i, _mask)) != begin); return NULL;//沒有找到，返回null }
4）如果A處是空，則直接緩存至A處，否則-1查找遍歷空餘位置（原理同上）；
//緩存核心代碼
void saveSEL(char const*method, SEL selector, IMP methodIMP, char const*types) { //散列表是否為空 if (methodCaches->_buckets && methodCaches->_mask+1 > 0) { mask_t begin = methodCaches->_mask & (long long)selector; mask_t i = begin; do { if (methodCaches->_buckets[i]._imp == NULL) { methodCaches->_buckets[i]._name = method; methodCaches->_buckets[i]._key = (long long)selector; methodCaches->_buckets[i]._imp = methodIMP; methodCaches->_buckets[i]._types = types; methodCaches->_occupied++; return ;//保存成功 } } while ((i = cache_next(i, methodCaches->_mask)) != begin); } }
5）如果散列表存滿了，則需擴容：數組長度擴大2倍，並且會清空散列表，重新做緩存操作；
void expandCaches() { //清空記憶體 mask_t lastMask = methodCaches->_mask; free(methodCaches->_buckets); free(methodCaches); mask_t newMaskt = (lastMask+1)*2; createCaches(newMaskt); }
補充：
1）在bucket_t中加入了兩個成員變數：_name（方法閱讀具體調的是哪個方法），_types（描述方法返回值、形參類型，及所有參數所占位元組總數和每個參數的記憶體起始位置）；
2）通過@encode獲取數據類型編碼，_types具體描述如下：
// "i24@0:8i16f20" // 0id 8SEL 16int 20float == 24 /*說明 1.每個方法預設隱式自帶兩個參數：self自身（id類型），@selector()方法（SEL類型）； 2.每種類型可通過@encode(類型名稱)指令翻譯； 3.參數含義： 1>符號： i表示返回值類型； @表示id類型； :表示SEL類型； i（第二個）表示age變數類型； f表示height變數類型； 2>數字： 24表示所有類型所占位元組數：8（id為指針類型）+8（SEL為指針類型）+4（age）+4（height）； 0表示self自身是從第零個位元組開始——以此類推：8表示selector從第八個位元組開始。。。height是從第20個位元組開始； */ - (int)test:(int)age height:(float)height;
五、總結
iOS系統runtime方法緩存核心思想為：用散列表來緩存，用空間來換時間，通過按位與計算來確定方法下標索引；
註意：如果工程打開碰到以下錯誤，則按下麵操作解決
