一、runtime介绍

iOS的runtime是指 Objective-C 将尽可能多的决策从编译时和链接时推迟到运行时。

Objective-C与runtime的交互：

通过Objective-C源代码；
通过Foundation框架的NSObject类中定义的方法；
通过直接调用运行时函数。

二、消息传递

消息传递的过程需要用到一个很重要的方法-objc_msgSend，我们来看对 objc_msgSend 做一个介绍以及如何使用。

1. objc_msgSend 函数

在 Objective-C 中，消息直到运行时才会绑定到方法实现。下面是我们的对象正常调用方法。

[receiver message]

在调用 message 方法的时候，Objective-C 会在运行时调用 objc_msgSend 函数，objc_msgSend 函数将 receiver(接收者) 和 SEL(方法选择器(方法名称)) 作为它主要的两个参数。

objc_msgSend(receiver, selector)

如果有其它参数，调用 objc_msgSend 函数的时候：

objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, ...)

objc_msgSend 函数完成动态绑定所需的一切：

首先查找方法是否有实现。由于相同的方法可以由不同的类以不同的方式实现，因此它找到的精确过程取决于接收器的类。
然后将接收者，方法选择器以及指定的参数传递给它进行调用。
最后，它传递过程的返回值作为它自己的返回值。

请看一张图：

当一个消息被发送到一个对象时，objc_msgSend 函数跟随对象的 isa 指针指向类结构，它在调度表中查找方法选择器。如果在那里找不到选择器，objc_msgSend 会跟随指向超类的指针并尝试在其调度表中找到选择器。连续失败导致 objc_msgSend 爬升类层次结构，直到它到达 NSObject 类。一旦找到选择器，函数就会调用表中输入的方法，并将接收对象的数据结构传递给它。
这是在运行时选择方法实现的方式，或者，用面向对象编程的行话来说，这些方法是动态绑定到消息的。
为了加快消息传递过程，运行时系统会在使用时缓存方法的选择器和地址。每个类都有一个单独的缓存，它可以包含继承方法以及类中定义的方法的选择器。在搜索调度表之前，先检查接收对象的类的缓存（理论上使用过一次的方法可能会再次使用）。如果方法选择器在缓存中，消息传递只比函数调用慢一点。一旦程序运行了足够长的时间来“预热”它的缓存，它发送的几乎所有消息都会找到一个缓存方法。缓存会随着程序运行而动态增长以容纳新消息。

2. 隐藏参数

当 objc_msgSend 找到实现方法的过程时，它调用该过程并将消息中的所有参数传递给它。其中有两个是隐藏参数：

接收对象。
方法的选择器。之所以说它们是“隐藏的”，是因为它们没有在定义方法的源代码中声明。它们在代码编译时插入到实现中。

虽然这些参数没有明确声明，但源代码仍然可以引用它们（就像它可以引用接收对象的实例变量一样）。一个方法将接收对象称为self，并作为 _cmd 到它自己的选择器。

在下面的例子中，_cmd 指的是 strange 方法的选择器，而 self 指的是接收到strange 消息的对象。

- strange
{
    id  target = getTheReceiver();
    SEL method = getTheMethod();
    if ( target == self || method == _cmd ) return nil;
    return [target performSelector:method];
}

3. 获取方法地址

绕过动态绑定的唯一方法是获取方法的地址并直接调用它，就像它是一个函数一样。这在极少数情况下可能是合适的，即特定方法将连续执行多次，并且您希望避免每次执行该方法时的消息传递开销。

使用 NSObject 类中定义的方法-methodForSelector:，你可以要求一个指向实现方法的过程的指针，然后使用指针调用该过程。methodForSelector: 返回的指针必须小心地转换为正确的函数类型。返回类型和参数类型都应包含在强制转换中。

下面的示例显示了如何调用实现 setFilled: 方法的过程：

void (*setter)(id, SEL, BOOL);
int i;

setter = (void (*)(id, SEL, BOOL))[target methodForSelector:@selector(setFilled:)];

for ( i = 0 ; i < 1000 ; i++ ) {
    setter(targetList[i], @selector(setFilled:), YES);
}

以上也是Apple官方文档关于 runtime 的内容，想看更详细的内容，可以去看Apple官方文档: Objective-C 运行时编程指南

三、调用对象方法的本质

通过 objc_msgSend 的介绍后，可以知道，在 OC 中调用方法的本质是消息的传递。在第四篇文章-Objective-C 对象的本质 中，我们通过 clang 可以把我们的 OC 文件编译成 C++ 文件。

接下来，定义一个 SHPerson 对象，声明并实现 run 方法：

@interface SHPerson : NSObject
- (void)run;
@end

@implementation SHPerson
- (void)run {
    NSLog(@"%s", **__func__** );
}
@end

SHPerson *person = [SHPerson alloc];
[person run];

在 OC 层面调用方法的方式，转成 C++ 后是这么调用的：

((void (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)person, sel_registerName("run"));

和消息传递的描述是一样的。

关于运行时更多的方法介绍在官方文档也有提供：developer.apple.com/documentati…

iOS九阴真经：十三、初识 objc_msgSend 函数