OC-Runtime-super关键字

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究一下super关键字,在讲之前我们先看一下下面四条语句输出打印什么

***********************?MJPerson.h ?**************************
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface MJPerson : NSObject
- (void)run;
@end
    
***********************?MJPerson.m ?**************************        
#import "MJPerson.h"

@implementation MJPerson
- (void)run
{
    NSLog(@"%s", __func__);
}
@end
    
***********************?MJStudent.h ?**************************      
#import "MJPerson.h"

@interface MJStudent : MJPerson

@end
***********************?MJStudent.m ?**************************  
#import "MJStudent.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation MJStudent
- (instancetype)init
{
    if (self = [super init]) {
        NSLog(@"[self class] = %@", [self class]); // MJStudent
        NSLog(@"[self superclass] = %@", [self superclass]); // MJPerson

        NSLog(@"--------------------------------");

        NSLog(@"[super class] = %@", [super class]); // MJStudent
        NSLog(@"[super superclass] = %@", [super superclass]); // MJPerson
    }
    return self;
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        MJStudent *student = [[MJStudent alloc] init];
        
        
    }
    return 0;
}

RUN>

*********************** ?运行结果? **************************
2021-05-07 16:03:26.690440+0800 Interview05-super[4285:175492] [self class] = MJStudent
2021-05-07 16:03:26.690907+0800 Interview05-super[4285:175492] [self superclass] = MJPerson
2021-05-07 16:03:26.690949+0800 Interview05-super[4285:175492] --------------------------------
2021-05-07 16:03:26.690973+0800 Interview05-super[4285:175492] [super class] = MJStudent
2021-05-07 16:03:26.690995+0800 Interview05-super[4285:175492] [super superclass] = MJPerson

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我们看到[super class]和[super superclass]的打印结果不是我们所预期的。怎么回事呢？

要搞清楚这个问题我们就需要搞懂super关键字,class(),superClass()的底层,我们把Student.m转为c++代码看看底层是怎样的:

***********************?MJStudent.h ?**************************   
#import "MJPerson.h"

@interface MJStudent : MJPerson
- (void)run;
@end
***********************?MJStudent.m ?**************************  
#import "MJStudent.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation MJStudent
- (instancetype)init
{
    if (self = [super init]) {
        NSLog(@"[self class] = %@", [self class]); // MJStudent
        NSLog(@"[self superclass] = %@", [self superclass]); // MJPerson

        NSLog(@"--------------------------------");

        NSLog(@"[super class] = %@", [super class]); // MJStudent
        NSLog(@"[super superclass] = %@", [super superclass]); // MJPerson
    }
    return self;
}

- (void)run
{
    [super run];
    NSLog(@"MJStudet.......");
}
@end

转化为底层C++代码

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-8.0.0 MJStudent.m -o MJStudent-arm64.cpp

以看到run方法的底层实现如下

static void _I_MJStudent_run(MJStudent * self, SEL _cmd) {

    ((void (*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("MJStudent"))}, sel_registerName("run"));

    //[NSLog ]
    NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_yh_qjzhl57s63j2m9l4frv27zjc0000gn_T_MJStudent_c2a994_mi_0);

}

简化一下

//
static void _I_MJStudent_run(MJStudent * self, SEL _cmd) {
    //???[super run];
    objc_msgSendSuper((__rw_objc_super){
            (id)self,   
            (id)class_getSuperclass(objc_getClass("MJStudent"))
           },   
            @selector(run));
}

*************♥️♥️♥️再精简一下
static void _I_MJStudent_run(MJStudent * self, SEL _cmd) {
//⚠️⚠️⚠️结构体单独抽出来
struct __rw_objc_super arg = {
            (id)self,   
            (id)class_getSuperclass(objc_getClass("MJStudent"))
};

//???[super run];
   objc_msgSendSuper(arg, @selector(run));
}

发现super底层被转换为objc_msgSendSuper(arg1,arg2)函数,里面传入连个参数__rw_objc_super 结构体和 SEL @selector(run)就是一个方法选择器SEL

那么__rw_objc_super是什么呢,我们在runtime源码中搜搜objc_super:

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//???objc源码中的定义???
/// Specifies the superclass of an instance. 
struct objc_super {
    /// Specifies an instance of a class.
    __unsafe_unretained _Nonnull id receiver;//???消息接收者

    /// Specifies the particular superclass of the instance to message. 
#if !defined(__cplusplus)  &&  !__OBJC2__
    /* For compatibility with old objc-runtime.h header */
    __unsafe_unretained _Nonnull Class class;
#else
    __unsafe_unretained _Nonnull Class super_class;//???消息接收者父类
#endif
    /* super_class is the first class to search */
};
#endif

id receiver; —— 消息接受者，其实实参传递的就是self，也就是CLStudent的实例对象

Class super_class; —— 父类，通过中间码里面该结构体初始化的赋值代码

(id)class_getSuperclass(objc_getClass("MJStudent")可以看出，这个父类就是MJStudent的父类类对象[MJPerson class].

objc_super的底层就是消息的接受者和他的父类,结合这些底层知识我们把[super run]底层的c++代码修改一下:

    struct objc_super arg = {self, [MJPerson class]};

    objc_msgSendSuper(arg, @selector(run));

<font color='red'>super 方法的接受者仍然是子类,传入的父类是干嘛用的呢?</font>

接着我们在看一下objc_msgSendSuper里面究竟干了什么事情,我们在runtime源码中搜索objc_msgSendSuper:

/** 
 * Sends a message with a simple return value to the superclass of an instance of a class.
 * 
 * @param super A pointer to an \c objc_super data structure. Pass values identifying the
 *  context the message was sent to, including the instance of the class that is to receive the
 *  message and the superclass at which to start searching for the method implementation.
 * @param op A pointer of type SEL. Pass the selector of the method that will handle the message.
 * @param ...
 *   A variable argument list containing the arguments to the method.
 * 
 * @return The return value of the method identified by \e op.
 * 
 * @see objc_msgSend
 */
OBJC_EXPORT id _Nullable
objc_msgSendSuper(struct objc_super * _Nonnull super, SEL _Nonnull op, ...)
    OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
#endif

super—— 是一个指向结构体指针struct objc_super *，它里面的内容是{消息接受者 recv， 消息接受者的父类类对象 [[recv superclass] class]}，objc_msgSendSuper会将消息接受者的父类类对象作为消息查找的起点。

原来 superclass 是为了告诉 runtime ,查找方法的时候直接从 superclass 的类中查找.❎不要在像以前那样通过实例对象 isa 找到类对象,从类对象的方法列表中查找,如果找不到再通过类对象的 superclass 找到父类从父类的方法列表中查找.❎

[super message]的底层实现

1.消息接收者仍然是子类对象

2.从父类开始查找方法的实现

为了加深理解，我们对比一下给对象正常发送消息后的查找流程

[obj message]->在obj的类对象cls查找方法->在cls的父类对象[cls superclass]查找方法->在更上层的父类对象查找方法-> **...** ->在根类类对象 NSObject里查找方法`

[super message] -> ~~在obj的类对象cls查找方法(跳过此步骤)~~ -> (直接从这一步开始)在cls的父类对象[cls superclass]查找方法 -> 在更上层的父类对象查找方法 -> ... -> `在根类类对象 NSObject里查找方法

class方法的底层:

//class 底层实现
- (Class)class{
    return object_getClass(self);//获取方法接受者的类对象或者元类对象
   // object_getClass底层调用的 getIsa(),如果是实例对象获取的就是类对象,如果是类对象获取的就是元类对象.
}

superClass方法的底层:

// superclass 底层实现
- (Class)superclass{
    //先获取方法接受者的类对象
    //在获取它的父类对象
    return class_getSuperclass(object_getClass(self));
}

NSLog(@"[self class] = %@", [self class]); // MJStudent
消息接受者：MJStudent的实例对象

最终调用的方法：基类NSObject的-(Class)class方法
2021-05-07 16:49:58.626838+0800 Interview05-super[4726:201151] [self class] = MJStudent

NSLog(@"[self superclass] = %@", [self superclass]); // MJPerson
消息接受者：仍然是MJStudent的实例对象

最终调用的方法：基类NSObject的-(Class)superclass方法

 NSLog(@"[super class] = %@", [super class]); // MJStudent
消息接受者：MJStudent的实例对象

最终调用的方法：基类NSObject的-(Class)class方法

NSLog(@"[super superclass] = %@", [super superclass]); // MJPerson
消息接受者：仍然是MJStudent的实例对象

最终调用的方法：基类NSObject的-(Class)superclass方法

我们再回头看看[super class],[super superclass]:

[super class]:方法的接受者仍然是self,class()方法内部获取到self的类对象,所以还是Student.
[super superclass]:方法的接受者仍然是self,superclass()方法内部会现获取self的类对象Student,在获取Student的父类Person.

特别备注

本系列文章总结自MJ老师在腾讯课堂iOS底层原理班（下）/OC对象/关联对象/多线程/内存管理/性能优化，相关图片素材均取自课程中的课件。如有侵权，请联系我删除，谢谢！

OC-Runtime-super关键字

特别备注

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