OC对象的方法缓存

1、回顾

在程序运行的时候，oc对象在内存中的存储结构是objc_class类型的，objc_class存放着类的方法列表，属性列表，协议列表，成员变量列表
还存放着方法的缓存列表

2、方法缓存列表

思考：为什么要创建方法缓存列表，目的是什么

2.1 方法的调用

假如调用对象方法的时候，首先从对象的方法列表中查询方法，如果不存在，通过superclass查找父类的方法列表，直到找到方法。

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按照这样的逻辑执行的话，每次调用方法都会去查询方法，这样会造成资源的浪费

加入存在一个方法的缓存列表，第一次调用方法的时候，都将这个方法缓存起来，那么下次再调用这个方法的时候，就可以直接从缓存列表中读取，不需要再按照流程去查询方法

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再次调用使用过的方法的时候，直接从缓存列表中读取

3、缓存列表的内部结构 cache_t

// cache_t 内部主要有三个属性
struct cache_t {
    struct bucket_t *_buckets; // 是一个数组 散列表
    mask_t _mask; // 散列表的长度 - 1， 散列表的长度 >= 已经缓存的数量
    mask_t _occupied; // 已经缓存的方法数量
}

struct bucket_t {
private:
#if __arm64__ // 手机
     SEL _sel; // SEL作为key
    uintptr_t _imp;  // 函数的地址作为value
#else
    SEL _sel;  // SEL作为key
    uintptr_t _imp; // 函数的地址作为value
#endif
}
public:
// 获取sel
    inline SEL sel() const { return _sel; }
// 获取imp
    inline IMP imp() const {
        if (!_imp) return nil;
        return (IMP)
            ptrauth_auth_and_resign((const void *)_imp,
                                    ptrauth_key_process_dependent_code,
                                    modifierForSEL(_sel),
                                    ptrauth_key_function_pointer, 0);
    }

    template <Atomicity>
// 赋值 sel作为key imp作为value
    void set(SEL newSel, IMP newImp);
};

4、存储与查询方式

/// 查询方法的方式
//通过sel 方法名
bucket_t * cache_t::find(SEL s, id receiver)
{
    assert(s != 0);
   // 1.获取散列表
    bucket_t *b = buckets();
 // 2.获取_mask 散列表的长度 - 1
    mask_t m = mask();
// 3.方法名作为key ，cache_hash 内部是将sel & mask 获取位置下标
    mask_t begin = cache_hash(s, m);
// 4. i 存放的位置
    mask_t i = begin;
    do {
       ///如果 为空 或方法相同，返回
        if (b[i].sel() == 0  ||  b[i].sel() == s) {
            return &b[I];
        }
        // 如果方法不一致，将i -1 向上一个位置查询，直到返回结果
    } while ((i = cache_next(i, m)) != begin);

    // hack
    Class cls = (Class)((uintptr_t)this - offsetof(objc_class, cache));
    cache_t::bad_cache(receiver, (SEL)s, cls);
}

通过源码分析发现，苹果不是单纯的通过遍历的方式查询方法的位置。而是通过将 sel 与 mask进行 &预算计算出方法存放的下标，如果下标内已经存放了方法，会继续往上一个位置存放

如果散列表中分配的内存已经存满，会重新分配
void cache_t::expand()
{
    cacheUpdateLock.assertLocked();
   
    // 旧的数量
    uint32_t oldCapacity = capacity();
// 新的数量 扩容2倍
    uint32_t newCapacity = oldCapacity ? oldCapacity*2 : INIT_CACHE_SIZE;
    if ((uint32_t)(mask_t)newCapacity != newCapacity) {
        // mask overflow - can't grow further
        // fixme this wastes one bit of mask
        newCapacity = oldCapacity;
    }
  // 释放旧的空间，清空缓存列表，等待重新缓存
    reallocate(oldCapacity, newCapacity);
}

如果缓存列表满了，会清空缓存列表，扩容内存为原来的两倍，等待下次调用方法的时候重新进行缓存，因为 _mask 存放的数量已经改变了，进行 &运算的时候，肯定是和之前的值不一样，所以需要清空，重新缓存

5、总结

方法缓存的存储方式为散列表存储
1.通过方法名 & 当前的_mask 的数量计算出下标
2.将方法存放到下标位置
3.如果当前位置已经存储了别的方法，那么将下标-1，向上存储
4.如果第一个位置也存储了，就冲最后一个位置继续
5.如果全部都满了，就会重新分配内存，重新进行缓存

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