初识objc_msgSend 初识objc_msgSend

动态绑定（Dynamic Binding）在面向对象语言中，大家最常干的一件事就是调用一个对象的方法。在OC的术语中，此过程被称为“发送消息”。一条消息，它拥有名字，亦或称之为“选择器”，它接受参数，并且还会有返回值。
因为OC是C的一个超集，可以先理解在C中函数是如何被调用的，在此基础之上会更容易理解OC中的消息发送。先看一个例子：

void printHello() { printf("Hello, world!\n"); } void printGoodbye() { printf("Goodbye, world!\n"); } void doTheThing(int type) { if (type == 0) { printHello(); } else { printGoodbye(); } return 0; }

此上这种函数调用的方法被称为“静态绑定”（static binding）。何为“静态”。它表明在程序编译阶段，编译器已经知道哪个函数会被调用。当以上代码被编译的时候，编译器已经知道了printHello函数同printGoodbye函数，并且编译器会发出指令来直接调用这两个函数。这两个函数的地址被硬编码进指令中。
再来看一个例子：

void printHello() { printf("Hello, world!\n"); } void printGoodbye() { printf("Goodbye, world!\n"); } void doTheThing(int type) { void (*fnc)(); if (type == 0) { fnc = printHello; } else { fnc = printGoodbye; } fnc(); return 0; }

此种函数调用的策略，被称为“动态绑定”。何为“动态”（dynamic binding）？只有在程序运行的时候，才能准确地知道哪个函数被调用。以上两段代码在编译阶段生成的指令是不一样的。在第一段代码中，在if和else中都出现了函数调用；而在第二段代码中，函数调用只出现了一次，但是只有在运行阶段，才能得知调用的到底是printHello函数还是printGoodbye函数。
OC中的消息发送在OC中，消息发送会引起底层的函数调用，采取的策略就是动态绑定。在OC这层光鲜亮丽的建筑之下，所有的方法皆是朴实无华的C函数。至于究竟是哪个C函数会被调用，这完全是在运行时被决定的，这些函数甚至可以在你APP运行的时候被改变。因此，我们称Objective-C是一门完全动态的语言。
一则消息的结构如下：

id returnValue = https://www.it610.com/article/[someObject messageName:parameter];

someObject被视作消息接收方，messageName是一个选择器。选择器加上参数就被称为“消息”。当编译器看见这则消息的时候，它会将其转化成一个标准的C函数：

void objc_msgSend(id self, SEL cmd, ...)

objc_msgSend函数接收两个或者两个以上的参数，第一个参数是消息的接收方，第二个参数是选择器（SEL是选择器的类型，就像int是一个数的类型一样），剩下的参数视发送的消息的情况而定。一个选择器是一个名字，该名字指明了一个方法。上一句消息发送的代码会被转换成如下C函数：

id returnValue = https://www.it610.com/article/objc_msgSend(someObject, @selector(messageName:), parameter);

那么objc_msgSend函数怎么样才能调用到正确的方法呢？这就决定于消息的接收方和选择器了。为简单模型，先只考虑消息的接收方是一个类的对象，该类维护了一个列表，在这个列表中存放的是方法的具体实现。为了保证方法的正确调用，objc_msgSend会去查看消息接收方的这个列表，并且去寻找匹配选择器的方法。如果找到了，就跳转到方法的实现代码块；如果没有找到，就沿着继承链向上查找。如果没有找到匹配的方法，就会转如Message Forwarding（这个术语以及它牵扯出的runtime知识笔者会在下篇文章中讨论）。
【初识objc_msgSend】在这整个过程中，决定哪个方法被调用似乎成本很高，因为看上去有很多的工作要做。但OC的runtime机制是聪明的，objc_msgSend会将结果缓存在一张高效率的哈希表中，每一个类都拥有这样的一张表，因此同一个类在接收到新的消息后，执行效率并不低。但是，这种聪明的方法只是在“慢”的基础上让它不那么“慢”，当然还是没有静态绑定的函数调用快速的。
OC对象的任一方法都可以看作是一个简单的C函数：

Class_selector(id self, SEL _cmd, ...)

它真实的样子并不长这样，这样写是为了便于理解。每个类都维护了一个表格，“键”就是选择器，“值”就是一个函数指针。这就是objc_msgSend能正确调用函数的秘诀。
尾优化（Tailing-Call Optimization）当一个函数执行到最后的时候，最后一条语句是调用另一个函数，且被调用函数的返回值并不对原函数程序产生任何的影响，在此种情况下，栈的工作情况如下：栈顶元素弹出，即原函数的栈空间被回收，被调用函数的栈空间压入栈中。而不是我们认为的那样：原函数的栈空间依然被保存，被调用函数的栈空间压入栈中。
可以假想一下，如果没有这种优化策略，在每次调用一个OC对象的方法之前，栈空间上都会出现objc_msgSend函数的栈空间，同事不要忘记，objc_msgSend还有很多朋友们，它们之间相辅相成，这样的话，会导致栈空间过早地溢出。
译文原作：《Effective Objective-C 2.0》Item11
译作者：WishQi