前言###

The principal runtime function is the one that sends messages
runtime最主要的功能就是发送消息。

名词解释

IMP：Implementation method pointer，指向method具体实现的一个C函数指针，这个函数指针一般长这样：
id (*IMP) (id self, SEL , ... )
带自少两个参数，receiver和SEL，后文会具体解释。

消息###

在Objective-C中，消息(messages)是在runtime时才绑定到方法的具体IMP(method implementations)上。

objc_msgSend(receiver, selector)

我们在消息中的参数它也可以接受

objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, ...)

**objc_class: **消息主要依赖编译器为每个类和对象创建的结构，每个类的结构包含两个最重要的元素：

• 一个指向superclass的指针(super_class)
• 一个消息派发表(objc_method_list)

objc_object: 每个对象被创建时，程序为它分配内存，同时实例变量(variables)被初始化，第一个参数就一个指向它的类结构(class structure)的指针，我们称它为isa，给了对象一条能访问到它的类结构以及它的父类们的路，这是消息转发的根本。

Class.png

虽然isa不是Objective-C语言本身严格要求的一部分，但为了与Objective-C runtime system 环境协同工作，对象需要isa指针。

下面的插图消息怎样找对正确的seletor和对应的IMP。

message_framework.png

为了加速message的处理，runtime缓存了selectors，和方法的地址，一但程序预热好了缓存，几乎所有的消息都能命中缓存这样messaging仅仅只会比函调直接调用非常轻微的慢点。

使用隐藏参数

使用[receiver message]方式发送消息，objc_msgSend找到正确的方法实现IMP后，它会调用call该方法，将message中参数传给那个IMP(method implementation)，并会传给它两个隐藏的参数：

• 消息接受对象(receiving object)
• 方法的selector(selector for the method)

获取method的地址
能避开动态绑定的唯一方法就是得到一个IMP的地址，直接call，就像一个C语言函数一样。

通过在NSObject类中定义的methodForSelector:来获取IMP(implementation method)的地址。然后通过这个指针来调用方法。对于返回的函数指针类型你必须要做好正确的转换。

如果IMP(method implementation)如C函数般被调用的话，你必须显示的将上文中的两个隐藏参数(id self, SEL _cmd)传给它。就像这样：

        Person *a=[Person new];
        [a printClass];
        
        //默认method方法需要接受这两个参数。
        void(*IMP)(id,SEL);
        IMP=(void(*)(id,SEL))[a methodForSelector:@selector(printClass)];
        for (int i=0; i<10; i++) {
            IMP(a,@selector(printClass));
        }

动态的方法解析与转发

在某些场景，你可能希望动态的提供某个method的实现。例如Objective-C在申明属性properties特性就提供了@synamic命令：
@dynamic propertyName

你可以实现resolveInstanceMethod:和resolveClassMethod:来动态的为一个指定的实例或者类selector提供实现方法。

一个Objective-C方法method（IMP）其实就是一个简单的C函数，带有至少两个参数(id self, SEL _cmd)。你可以通过class_addMethod方法给类添加方法。

例如代码：

------------Person.h
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *name;
- (void)printClass;
@end
------------Person.m
@implementation Person
@dynamic name;

void dynamicNameIMP(id self,SEL _cmd) {
    NSLog(@"Message:--%@: NAME IS UNKNOWN !!!",NSStringFromSelector(_cmd));
}

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
//动态提供name属性的getter方法实现
    if (sel==@selector(name)) {
        class_addMethod([self class],sel,(IMP)dynamicNameIMP,"v@:");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

...

@end

转发消息

- forwardingTargetForSelector:

将一个seletor转给另一个对象处理。

这个比较直接，举个栗子：

---------------------------Person.h
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *name;
- (void)doingHomework;
@end
---------------------------Person.m
#import "Person.h"
#import "Student.h"
#import <objc/message.h>

@implementation Person
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector==@selector(doingHomework)) {
        return [Student new];
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

//- (void)doingHomework {}
...
@end
---------------------------Student.h
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Student : NSObject
- (void)doingHomework;
@end
---------------------------Student.m
#import "Student.h"

@implementation Student
- (void)doingHomework {
    NSLog(@"I am a student, I doing homework !!!");
}
@end

然后在main.m中给person实例的发送doingHomework消息，得到I am a student, I doing homework !!!
成功转发到Student类。

- forwardInvocation:

同样是消息转发，NSInvocation打包了消息信息。有更多的功能。

示例代码，将上文中的forwardingTargetForSelector:替换为下面即可，两者都有的话，先调用forwardingTargetForSelector:.

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    NSMethodSignature *methodSignature=[super methodSignatureForSelector:aSelector];
    if (!methodSignature) {
        methodSignature=[Student instanceMethodSignatureForSelector:aSelector];
    }
    return methodSignature;
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    SEL seletor=anInvocation.selector;
    Student *student=[Student new];
    if ([student respondsToSelector:seletor]) {
        [anInvocation invokeWithTarget:student];
    }
}

Category

Category methods can do anything that methods defined in the class proper can do. At runtime, there’s no difference.