iOS - runtime总结

详细总结一下 Runtime 的核心内容：

1. 消息发送机制

// 消息发送的基本流程
id objc_msgSend(id self, SEL _cmd, ...) {// 1. 获取 isaClass cls = object_getClass(self);// 2. 查找缓存IMP imp = cache_getImp(cls, _cmd);if (imp) return imp(self, _cmd, ...);// 3. 方法查找imp = lookUpImpOrForward(cls, _cmd);// 4. 执行方法return imp(self, _cmd, ...);
}

2. 类与对象结构

2.1 对象结构

struct objc_object {isa_t isa;  // isa 指针
};// isa 的位域结构
union isa_t {uintptr_t bits;struct {uintptr_t nonpointer     : 1;  // 是否优化的 isa 指针uintptr_t has_assoc      : 1;  // 是否有关联对象uintptr_t has_cxx_dtor   : 1;  // 是否有 C++ 析构函数uintptr_t shiftcls       : 33; // 类的指针// ...其他位域};
};

2.2 类结构

struct objc_class : objc_object {Class superclass;cache_t cache;             // 方法缓存class_data_bits_t bits;    // 类的相关信息class_rw_t *data() {return bits.data();}
};

3. 方法缓存机制

struct cache_t {struct bucket_t *_buckets;  // 散列表mask_t _mask;              // 容量掩码mask_t _occupied;          // 已使用数量IMP imp(SEL sel) {bucket_t *b = buckets();mask_t m = mask();// 查找方法实现return findMethod(b, m, sel);}
};

4. 类的加载过程

void _objc_init(void) {// 1. 初始化锁runtime_init();// 2. 读取镜像信息map_images();// 3. 加载类和分类load_images();// 4. 调用 +load 方法call_load_methods();
}void call_load_methods(void) {// 1. 按顺序调用类的 +loadcall_class_loads();// 2. 调用分类的 +loadcall_category_loads();
}

5. 关联对象

// 关联对象表
struct AssociationsManager {static AssociationsHashMap *_map;void setObject(id object, void *key, id value) {// 存储关联对象}id getObject(id object, void *key) {// 获取关联对象}
};

6. 弱引用机制

struct weak_table_t {weak_entry_t *weak_entries;size_t num_entries;uintptr_t mask;void insert(id referent, id *referrer) {// 添加弱引用}void remove(id referent) {// 移除弱引用}
};

7. 自动释放池

class AutoreleasePoolPage {static pthread_key_t const key = AUTORELEASE_POOL_KEY;id *next;pthread_t const thread;AutoreleasePoolPage *child;void *push() {// 压入新的自动释放池}void pop(void *token) {// 释放对象}
};

8. Method Swizzling

void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2) {if (!m1 || !m2) return;mutex_locker_t lock(runtimeLock);IMP imp1 = method_getImplementation(m1);IMP imp2 = method_getImplementation(m2);method_setImplementation(m1, imp2);method_setImplementation(m2, imp1);
}

9. 动态方法解析

void _class_resolveMethod(Class cls, SEL sel) {if (! cls->isMetaClass()) {// 实例方法解析resolveInstanceMethod(cls, sel);} else {// 类方法解析resolveClassMethod(cls, sel);}
}

10. 性能优化

// 1. 方法缓存
static inline IMP cache_getImp(Class cls, SEL sel) {cache_key_t key = cache_key(sel);return cls->cache.find(key);
}// 2. isa 优化
inline Class 
objc_object::ISA() {assert(!isTaggedPointer()); return (Class)(isa.bits & ISA_MASK);
}

关键特性：

1. 动态性：运行时决议
2. 消息发送机制
3. 方法缓存优化
4. 类动态加载
5. 关联对象支持
6. 弱引用管理
7. 自动释放池
8. 方法替换能力
9. 动态方法解析
10. 性能优化机制

这些特性使 Objective-C Runtime 成为一个强大而灵活的运行时系统。