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本篇文章主要从实操角度出发，切入点分析，切勿死记硬背。例如runtime消息打印的msgSend文件内容是什么，为什么会有object_setClass，method_setImplementation两种不同的方法；什么情况会用到动态方法解析，什么时候用消息发送消息转发.

强烈建议学完以后好好读一遍英文源码：
developer.apple.com/library/arc…

1. Runtime基础知识
2. OC方法底层调用过程
3. 消息发送
4. 动态方法解析
5. 消息转发
6. 应用
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1. Runtime基础知识

现行版本: iPhone程序和Mac OS X v10.5及以后的系统中的64位程序
和运行时系统的交互:

程序执行的大致过程: 代码--> 编译链接--->执行

c语言，程序编译成什么，运行就调用什么

oc语言，动态语言，程序编译成什么，程序运行的过程中可以动态改变(动态改变方法调用，动态添加方法)

具体代码在 github.com/tanghaitao/…

2. OC方法底层调用过程

借助clang编译器，在终端执行命令 clang -rewrite-objc main.m
然后将main.cpp文件拖入到工程，记得取消勾选target，否则会参与编译compile sources
具体代码在 github.com/tanghaitao/…

objc_msgSend(p, sel_registerName("walk"));
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NSLog(@"%p %p",@selector(walk),sel_registerName("walk"));
//0x100003fa2 0x100003fa2
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从上面可以得出：

     oc方法调用，实际上是objc_msgSend函数的调用。
    本质是消息机制: 消息接收者  消息名称
    objc_msgSend的执行过程大致可以分成三部分
     1.消息发送
     2.动态方法解析
     3.消息转发
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2.1 消息发送

下面我将结合objc源码 github.com/tanghaitao/… 对objc_msgSend消息发送底层做一个详细的分析：

objc底层源码主要由 汇编 c c++组成。

如上图所示：搜索objc_msgSend 找到objc-msg-arm64.s 汇编文件，ENTRY _objc_msgSend 表示入口
x0 消息接收者消息名称，比较nil check and tagged pointer check，如果没有消息接收者则返回。
接着找x13 =isa(此处的isa 不止是指针，多了一个与操作)，找到了类。
类的缓存中找，CacheLookup Normal

如果找到了(即Hit),就从缓存中找，CacheHit，如下图所示:

缓存中直接调用imp

如果没有找到(即CheckMiss)，就__objc_msgSend_uncached

搜索 ___objc_msgSend_uncached,找到 STATIC_ENTRY __objc_msgSend_uncached，从MethodTableLookup 方法列表里面查找

接着调用 __class_lookupMethodAndLoadCache3，搜索后发现搜索不到，因为从汇编进入了c，少一根下划线才能搜索得到。

上述是通过源码对objc_msgSend的底层原理做详细的分析，下面是总结：

2.2 动态方法解析

如果从类的缓存和方法列表，以及父类的缓存和方法列表里面都没找到imp，会执行一次动态方法解析，然后 goto retry，再从类的缓存和方法列表，以及父类的缓存和方法列表这样的步骤去查找一次。

动态方法解析过程如下图:

如果不是元类，就会调用实例方法_class_resolveInstanceMethod

如果是元类，就会调用类方法 _class_resolveClassMethod

单纯看源码太枯燥，下面结合具体的例子做讲解:
具体代码在github.com/tanghaitao/…

关于实例对象，类对象、元类对象我做了一个简单的总结，如下：

    // 实例对象、    类对象、       元类对象，
    //    p   、[p class],    object_getClass("类名")== 等价于if(p) p->getIsa()
    //   实例对象isa找到类，类通过isa找到元类，元类通过is找到根元类，
    // 实例对象存的是特殊的实例方法。   [p method0]
    // 类对象存的是所有特殊实例的方法 - 减号 [p1 method0] [p2 method0] [p3 method0]
    // 元类对象存的是所有的类方法。 + 加号[Person method1];
    
    
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动态方法解析: 实例方法 c方法和oc方法
具体代码在github.com/tanghaitao/…

类方法的动态方法解析：
具体代码在github.com/tanghaitao/…

2.3 消息转发

如果消息执行imp和动态方法解析``都没有找到，就会进入消息转发_objc_msgForward_impcache

消息转发源码在objc源码中没有暴露，需要通过api打印出具体的消息转发流程,(当然你也可以使用砸壳、hopper等工具逆向得出，个人不推荐)：
具体代码在github.com/tanghaitao/…

extern void instrumentObjcMessageSends(BOOL);

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        instrumentObjcMessageSends(YES);
        [[TZPerson new] walk];
        instrumentObjcMessageSends(NO);
    }
    return 0;
}
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打印结果会输出到 /private/tmp/msgSend-XXX的文件中。先找到/private/tmp，然后定位到末尾，再运行xcode工程，即可发现新添加的msgSend-XXX文件。

声明一个walk的实例方法-(void)walk，[[Person new] walk];运行后没有imp，动态方法解析resolve也没有,进入消息转发流程

msgSends-xxx具体内容：

类方法的消息转发具体代码在github.com/tanghaitao/…

关于实例方法和类方法的 消息转发的不同点：
实例方法只能转发到实例方法
类方法可以转发到实例方法和类方法
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3. API 应用

关于runtime的api 主要的代码：
github.com/tanghaitao/…

例子代码在 github.com/tanghaitao/…

建议大家大概的跑一下，比较基础，不要觉得很难，其实就是一些API的调用而已。

3.1 类的应用

下面分析一下objc_class的源码

class_rw_t 表示可以读写，表示在objc_registerClassPair类注册前和注册后都可以添加。
class_ro_t 表示 只读 read only,表示 只能在 objc_registerClassPair类注册前添加
从下面图可以看出，实例变量ivars是class_ro_t结构体中，只读，所以在类注册后，不能直接添加实例变量了，当然可以通过runtime的方式变相的添加。