iOS 底层探索篇 ——Runtime-objc_msgSend流程分析 - 慢速查找流程（上）

这是我参与8月更文挑战的第8天，活动详情查看：8月更文挑战

接着上篇的代码分析

//这里的p12 是第一次要找的index（(_cmd ^ (_cmd >> 7)) & mask）
//左移4位相当于*16，p10是buckets的首地址，也就是将p10平移到第一次要查找的地方
//然后储存到p12里面。
	add	p12, p10, p12, LSL #(1+PTRSHIFT)
						// p12 = first probed bucket

						// do {
//相当于之前的bucket--循环当前查找
4:	ldp	p17, p9, [x13], #-BUCKET_SIZE	//     {imp, sel} = *bucket--
	cmp	p9, p1				//     if (sel == _cmd)
// 找到就去 前面的cachehit
	b.eq	2b				//         goto hit
// p9 不等于0
	cmp	p9, #0				// } while (sel != 0 &&
/// p13 大于 p12，确保不查找之前查过的bucket
	ccmp	p13, p12, #0, ne		//     bucket > first_probed)
	b.hi	4b

LLookupEnd\Function:
LLookupRecover\Function:
	b	\MissLabelDynamic

真机中探寻objc_msgSend

重新创建一个app工程，在真机上跑代码来探索objc_msgSend。

在这里插入图片描述

打开always show disassembly后运行。

在这里插入图片描述

按住control然后点击step into，进入到objc_msgSend。

在这里插入图片描述

接下来读取寄存器x0,x1。

在这里插入图片描述

这里可以看到x1是SEL，x0就是receiver，再按住control然后点击step into，进入到libobjc.A.dylib`objc_msgSend。看到第2行就是拿x0和0x0对比来判断x0是否存在，而第5行则是通过将receiver的地址于上掩码得到isa。

在这里插入图片描述

输出证明一下确实得到isa。

在这里插入图片描述

_objc_msgSend_uncached

之前说到，如果找到了方法就会cacheHit，没有找到就会进入_objc_msgSend_uncached，那么在源码中搜索_objc_msgSend_uncached，找到entry。

在这里插入图片描述

这里看到会进入MethodTableLookup，来搜索一下MethodTableLookup。

在这里插入图片描述

再来看一下TailCallFunctionPointer，好像只是返回。说明了重要信息在MethodTableLookup里面。

接着看MethodTableLookup，看到下面有x0，是寄存器的第一个地址，存放返回值的地方，所以有x0就代表有返回值imp，我们目标需要找imp，所以需要去看_lookUpImpOrForward。

在这里插入图片描述

搜索一下_lookUpImpOrForward，发现在objc-msg-arm64.s只有刚才那里有。

在这里插入图片描述

接下来去看c++代码，搜索lookUpImpOrForward，回到objc-runtime-new里面，找到 lookUpImpOrForward的实现。

不是全部代码。

为什么缓存要特意用汇编写而不是c++写呢

汇编流程更加接近机器语言，执行快，优化查找时间。
安全
参数未知，c语言无法满足

如果在汇编找不到方法，就会进入到慢速查找流程，就是遍历methodList的过程。

在lookUpImpOrForward中，我们的目标是imp，我们需要关注的是返回值imp。

在这里插入图片描述

现在开始探寻这个方法。

看到这里有个checkIsKnownClass，故名思义就是检查是不是已知的类。

在这里插入图片描述

点进去看看方法实现。

在这里插入图片描述

在看看isKnownClass的实现，大概看出来allocatedClasses是个集合，用来存放所有已经加载的类。

在这里插入图片描述

回到lookUpImpOrForward往下走来到这里，这里主要是进行类的实现。

在这里插入图片描述

在看这里

在这里插入图片描述

继续点进去

在这里插入图片描述

在点这里

在这里插入图片描述

看到了熟悉的class_rw_t，supercls，metaclas，这个方法对ro，rw进行了一些处理

在这里插入图片描述

接下来看到这里，发现对父类以及元类也进行了实现。

在这里插入图片描述

往下看，看到了这里对cls的父类以及元类进行了赋值。到这里可以看到，这里对类以及他的父类以及元类 -> 根类根元类进行了初始化。这是为了如果在当前类中找不到方法，可以在父类或者元类中进行查找。

在这里插入图片描述

回到lookUpImpOrForward方法继续往下走

在这里插入图片描述

来到一个死循环里面，会先到共享缓存找一遍，以免到这里的时候，刚好之前方法缓存进去了

在这里插入图片描述

如果没有缓存走到getMethodNoSuper_nolock。

在这里插入图片描述

点进去看看getMethodNoSuper_nolock的实现。这里的cls->data()->methods()就比较熟悉了，是获取方法列表。然后获取方法列表中的第一个和最后一个方法，遍历查找。

在这里插入图片描述

接下来就会进入search_method_list_inline，点进去看一下。

在这里插入图片描述

再来看findMethodInSortedMethodList。这里一般都是走else，其他如m1会走isSmallList。

在这里插入图片描述

点开findMethodInSortedMethodList查看。这里运用了二分查找法。假设count是8也就是二进制的1000，要查找的为7，1000 >> 1 = 0100 = 4,那么第一次进循环时，probe就是4，而probeValue就是通过getName方法得到的SEL，如果和要查找的SEL匹配就返回probe，probe--是在返回是有分类的情况，先调用分类的方法，这里不展开。如果不等于，则继续往下走，如果7大于4，那么base = probe + 1 = 5，count -- 就为7. 再进一次循环，count >>= 1, 7 >>= 1,那么就是0011等于3。probe = base + （count >> 1） = 5+1 = 6，继续查找，没有找到，那么就是base = probe + 1 = 7，count -- 等于 2. 在进一次循环。count >>=1 也就是0010 >>= 1等于1，probe = base + (count >>1 ) = 7 + 0 = 7,这次keyValue 就等于probeValue，找到了我们要找的probe。

在这里插入图片描述