函数和函数指针调用时候的区别:
区别:运行效率不同 ,直接调用函数指针运行效率高(ps:大量数据的时候)
原因:调用函数的时候,由于runtime机制,通过方法objc_msgSend() 把函数的调用对象和方法名发送出去
根据对象名找到对象类存储的函数函数列表MethordList,再根据方法名找到MethordList 中的函数指针method_imp,再根据函数指针调用响应函数
实现原理
任意一个NSObject的对象都有一个属性isa ,指向对象对应的Class
@interface NSObject {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
}
根据对象调用即可拿到对应的Class ,Class 是纯C的结构体
typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
Class isa; // 指向metaclass
Class superclass; // 指向父类Class
const char *name; // 类名
uint32_t version; // 类的版本信息
uint32_t info; // 一些标识信息,标明是普通的Class还是metaclass
uint32_t instance_size; // 该类的实例变量大小(包括从父类继承下来的实例变量);
struct old_ivar_list *ivars; //类中成员变量的信息
struct old_method_list **methodLists; 类中方法列表
Cache cache; 查找方法的缓存,用于提升效率
struct old_protocol_list *protocols; // 存储该类遵守的协议
}
由上面的代码可以看出Class是一个结构体指针,只想objc_class 结构体。在object_class中存放着methodLists,所以我们可以根据Class找到方法列表
下面我们来看看怎么从methodLists中找到对应的函数指针
struct old_method_list {
void *obsolete; //废弃的属性
int method_count; //方法的个数
/* variable length structure */
struct old_method method_list[1]; 方法的首地址
};
struct old_method {
SEL method_name; //方法对应的SEL
char *method_types; //方法的类型
IMP method_imp; //方法对应的函数指针
};
对于old_method_list结构体,他存储了old_method方法个数和方法首地址。我们可以把他当做一个可变长度的old_method数组。
注:
method_list[1],数组的大小怎么会是1呢?由于数组的大小是不定的,不同的类对应的不同的方法个数。所以定义时只存储首地址,在实际使用过程中再扩展长度
对于old_method结构体,他由SEL,type,IMP三个成员组成。由此可知,我们只要在method_list中找到了old_method即可拿到函数指针IMP。下面是查找的代码:
static inline old_method *_findMethodInList(old_method_list * mlist, SEL sel) {
int i;
if (!mlist) return nil;
for (i = 0; i < mlist->method_count; i++) {
old_method *m = &mlist->method_list[i];
if (m->method_name == sel) {
return m;
}
}
return nil;
}
1. 查找函数是个内联函数,传入old_method_list和SEL,返回old_method
2. 首先对old_method_list数组判空,如果为空,返回nil
3. 遍历old_method_list数组,根据SEL匹配,找到old_method
4、函数调用的性能优化
4.1 SEL的使用
说明:苹果官方对SEL的解释是:一种不透明的类型,它代表着一个方法选择器。SEL本质其实是一个int类型的地址,指向存储的方法名。对于每一个类,都会分配一块特殊空空间,专门存储类中的方法名,SEL就是指向对应方法名的地址。由于方法名字符串是唯一的,所以SEL也是唯一的。
类型:(int)型,原因:方便效率高
4.2 cache(快速缓存区)
我们来仔细分析一下函数的调用过程:
obj->isa->methodLists
old_method->method_imp
1. 由于isa是obj的成员变量,methodLists是isa的成员变量,所以用obj可以直接拿到methodLists
2. 由于method_imp是old_method的成员变量,所以用old_method可以直接拿到method_imp 所以函数调用过程的主要时间消耗在methodLists中查找old_method。cache就是用来优化这个查找过程的。我们可以把cache简单当成一个哈希表,key是SEL,Value是old_method。由此可知,从cache中查找old_method相当简单高效。从methodLists中查找old_method的真正过程分为如下两步:
1. 通过SEL在cache中查找old_method,若找到了直接返回,若未找到执行2
2. 在methodLists中查找old_method,找到之后先将old_method插入cache中以方便下次查找,再返回old_method 由此可知,在第一次调用某个函数时,会比较慢,因为cache中没有这个函数,第二次调用时就会非常快了
查找方式,先从cache 中寻找,如果没有,去改对象索引出来的方法列表,如果依然没有找到,继续向上层类寻找,如果仍然没有找到,并且实现了动态方法决议机制,就进行决议,如果没有实现动态决议机制或则决议,如果无论在哪一层的都会存在cache 中,方便下次调用
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