Runtime 对IMP进行操作的api源码解析

class_addMethod 给一个类添加方法

  1. 正常添加一个继承链中不存在的方法, 结果能够正常使用

  2. 如果这个类本身就有该方法的申明和实现则添加失败

  3. 如果这个类本身仅仅有该方法的申明那么是可以添加成功的

  4. 如果这个类本身仅仅有该方法的实现则会添加失败(预料之中,因为所谓申明仅仅是编译器的事,编译完也就没有.h的事了)

  5. 如果这个类没有该方法,但是父类有呢?结果是父类不会影响到子类添加方法的结果, 依然可以添加成功

源码分析

BOOL class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)
{
    if (!cls) return NO;

    mutex_locker_t lock(runtimeLock);
    return ! addMethod(cls, name, imp, types ?: "", NO);
}


static IMP addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types, bool replace)
{
    IMP result = nil;

    // 加锁
    runtimeLock.assertLocked();
    
    // 检测该cls是否存在
    checkIsKnownClass(cls);
    
    // 方法签名不可为空
    assert(types);
    
    // 类必须是初始化后的
    assert(cls->isRealized());

    // 根据 方法名去cls这个类(不沿着继承链向上查询)查询有没有对应的方法实现
    method_t *m;
    if ((m = getMethodNoSuper_nolock(cls, name))) {
        // 如果有的话, 因为replace传的是NO, 也不会替换原来实现
        if (!replace) {
            result = m->imp;
        } else {
            result = _method_setImplementation(cls, m, imp);
        }
    } else {
        // 没有则生成一个新的方法并放在cls的方法列表最后
        method_list_t *newlist;
        // 1.开辟空间
        newlist = (method_list_t *)calloc(sizeof(*newlist), 1);
        // 2.初始化
        newlist->entsizeAndFlags = 
            (uint32_t)sizeof(method_t) | fixed_up_method_list;
        newlist->count = 1;
        newlist->first.name = name;
        newlist->first.types = strdupIfMutable(types);
        newlist->first.imp = imp;
        
        // 3.准备添加
        prepareMethodLists(cls, &newlist, 1, NO, NO);
        // 4.添加
        cls->data()->methods.attachLists(&newlist, 1);
        flushCaches(cls);

        result = nil;
    }

    return result;
}

method_setImplementation 修改一个方法的实现部分

IMP method_setImplementation(Method m, IMP imp)
{
    // 可以看出来修改一个方法的实现, 是针对Method这个结构体本身的行为
    mutex_locker_t lock(runtimeLock);
    return _method_setImplementation(Nil, m, imp);
}


static IMP _method_setImplementation(Class cls, method_t *m, IMP imp)
{
    // 加锁
    runtimeLock.assertLocked();

    // 判空
    if (!m) return nil;
    if (!imp) return nil;

    // 直接method_t这个结构体的imp成员指向了新的imp
    IMP old = m->imp;
    m->imp = imp;

    flushCaches(cls);

    updateCustomRR_AWZ(cls, m);

    return old;
}

method_exchangeImplementations 交换两个方法的实现

void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)
{
    // 判空
    if (!m1  ||  !m2) return;

    // 加锁
    mutex_locker_t lock(runtimeLock);

    // 直接Method这个结构体的imp成员指向进行了交换就完事了
    IMP m1_imp = m1->imp;
    m1->imp = m2->imp;
    m2->imp = m1_imp;
    
    flushCaches(nil);

    updateCustomRR_AWZ(nil, m1);
    updateCustomRR_AWZ(nil, m2);
}

method_getImplementation 直接返回了Method这个结构体的imp

IMP method_getImplementation(Method m)
{
    return m ? m->imp : nil;
}

class_getMethodImplementation 获取一个类的对应方法名的IMP

IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL sel)
{
    IMP imp;

    if (!cls  ||  !sel) return nil;

    imp = lookUpImpOrNil(cls, sel, nil, 
                         YES/*initialize*/, YES/*cache*/, YES/*resolver*/);

    // Translate forwarding function to C-callable external version
    if (!imp) {
        return _objc_msgForward;
    }

    return imp;
}

IMP lookUpImpOrNil(Class cls, SEL sel, id inst, 
                   bool initialize, bool cache, bool resolver)
{
    IMP imp = lookUpImpOrForward(cls, sel, inst, initialize, cache, resolver);
    if (imp == _objc_msgForward_impcache) return nil;
    else return imp;
}


// 执行查找imp和转发的代码
IMP lookUpImpOrForward(Class cls, SEL sel, id inst, 
                       bool initialize, bool cache, bool resolver)
{
    IMP imp = nil;
    bool triedResolver = NO;

    runtimeLock.assertUnlocked();

    // 如果cache是YES，则从缓存中查找IMP。如果是从cache3函数进来，则不会执行cache_getImp()函数
    if (cache) {
        // 通过cache_getImp函数查找IMP，查找到则返回IMP并结束调用
        imp = cache_getImp(cls, sel);
        if (imp) return imp;
    }

    runtimeLock.read();

    // 判断类是否已经被创建，如果没有被创建，则将类实例化
    if (!cls->isRealized()) {
        // 对类进行实例化操作
        realizeClass(cls);
    }

    // 第一次调用当前类的话，执行initialize的代码
    if (initialize  &&  !cls->isInitialized()) {
        // 对类进行初始化，并开辟内存空间
        _class_initialize (_class_getNonMetaClass(cls, inst));
    }
    
 retry:    
    runtimeLock.assertReading();

    // 尝试获取这个类的缓存
    imp = cache_getImp(cls, sel);
    if (imp) goto done;
    
    {
        // 如果没有从cache中查找到，则从方法列表中获取Method
        Method meth = getMethodNoSuper_nolock(cls, sel);
        if (meth) {
            // 如果获取到对应的Method，则加入缓存并从Method获取IMP
            log_and_fill_cache(cls, meth->imp, sel, inst, cls);
            imp = meth->imp;
            goto done;
        }
    }

    {
        unsigned attempts = unreasonableClassCount();
        // 循环获取这个类的缓存IMP 或 方法列表的IMP
        for (Class curClass = cls->superclass;
             curClass != nil;
             curClass = curClass->superclass)
        {
            if (--attempts == 0) {
                _objc_fatal("Memory corruption in class list.");
            }
            
            // 获取父类缓存的IMP
            imp = cache_getImp(curClass, sel);
            if (imp) {
                if (imp != (IMP)_objc_msgForward_impcache) {
                    // 如果发现父类的方法，并且不再缓存中，在下面的函数中缓存方法
                    log_and_fill_cache(cls, imp, sel, inst, curClass);
                    goto done;
                }
                else {
                    break;
                }
            }
            
            // 在父类的方法列表中，获取method_t对象。如果找到则缓存查找到的IMP
            Method meth = getMethodNoSuper_nolock(curClass, sel);
            if (meth) {
                log_and_fill_cache(cls, meth->imp, sel, inst, curClass);
                imp = meth->imp;
                goto done;
            }
        }
    }

    // 如果没有找到，则尝试动态方法解析
    if (resolver  &&  !triedResolver) {
        runtimeLock.unlockRead();
        _class_resolveMethod(cls, sel, inst);
        runtimeLock.read();
        triedResolver = YES;
        goto retry;
    }

    // 如果没有IMP被发现，并且动态方法解析也没有处理，则进入消息转发阶段
    imp = (IMP)_objc_msgForward_impcache;
    cache_fill(cls, sel, imp, inst);

 done:
    runtimeLock.unlockRead();

    return imp;
}

class_replaceMethod 将一个类的原有方法用新方法进行替换,如果原有方法为空,则直接调用class_addMethod将新方法添加上

IMP _Nullable class_replaceMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)
{
    if (!cls) return nil;

    mutex_locker_t lock(runtimeLock);
    return addMethod(cls, name, imp, types ?: "", YES);
}


static IMP addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types, bool replace)
{
    IMP result = nil;

    // 加锁
    runtimeLock.assertLocked();
    
    // 检测该cls是否存在
    checkIsKnownClass(cls);
    
    // 方法签名不可为空
    assert(types);
    
    // 类必须是初始化后的
    assert(cls->isRealized());

    // 根据 方法名去cls这个类(不沿着继承链向上查询)查询有没有对应的方法实现
    method_t *m;
    if ((m = getMethodNoSuper_nolock(cls, name))) {
        // 如果有的话, 因为replace传的是YES, 会替换原来实现
        if (!replace) {
            result = m->imp;
        } else {
            result = _method_setImplementation(cls, m, imp);
        }
    } else {
        // 没有则生成一个新的方法并放在cls的方法列表最后
        method_list_t *newlist;
        // 1.开辟空间
        newlist = (method_list_t *)calloc(sizeof(*newlist), 1);
        // 2.初始化
        newlist->entsizeAndFlags = 
            (uint32_t)sizeof(method_t) | fixed_up_method_list;
        newlist->count = 1;
        newlist->first.name = name;
        newlist->first.types = strdupIfMutable(types);
        newlist->first.imp = imp;
        
        // 3.准备添加
        prepareMethodLists(cls, &newlist, 1, NO, NO);
        // 4.添加
        cls->data()->methods.attachLists(&newlist, 1);
        flushCaches(cls);

        result = nil;
    }

    return result;
}
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