实现 Objective-C 的根类需要什么？

Question

我尝试了这段代码：

// main.m
#import <stdio.h>

@interface Test 
+ (void)test;
@end
@implementation Test
+ (void)test
{
    printf("test");
}
@end

int main()
{
    [Test test];
    return  0;
}

使用没有任何框架的 LLVM/Clang，编译时不会出现此错误：

Undefined symbols:
  "_objc_msgSend", referenced from:
      _main in main.o
ld: symbol(s) not found
clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)

所以我添加了 libobjc.dylib。代码已编译，但引发了此运行时异常：

objc[13896]: Test: Does not recognize selector forward::
Program received signal:  “EXC_BAD_INSTRUCTION”.

#0  0x9932a4b4 in _objc_error
#1  0x9932a4ea in __objc_error
#2  0x993212b6 in _objc_msgForward
#3  0x99321299 in _objc_msgForward
#4  0x99321510 in _class_initialize
#5  0x99328972 in prepareForMethodLookup
#6  0x99329c17 in lookUpMethod
#7  0x99321367 in _class_lookupMethodAndLoadCache
#8  0x99320f13 in objc_msgSend
#9  0x00001ee5 in start

我意识到根类需要一些实现，但我不知道下一步应该做什么。创建新的根类需要什么？对此有什么规范吗？

Answer 1

我刚刚提出这个问题是因为我有同样的“学术”问题。经过一番研究后，我发现这个问题的其他答案并不完全正确。

确实，在 Apple Objective-C 2.0 运行时上，您必须实现某些方法才能使代码正常工作。实际上您只需要实现一个方法：类方法initialize。

@interface MyBase 
+ (void)test;
@end
@implementation MyBase
+ (void)initialize {}
+ (void)test {
 // whatever
}
@end

当您第一次使用您的类时，运行时将自动调用 initialize （如Apple 文档）。没有实现这个方法是导致消息转发错误的原因。

使用clang test.m -Wall -lobjc（或gcc）编译将允许您毫无问题地调用类方法测试。让对象分配工作是另一回事。如果您使用实例变量，至少，您的基类上需要一个 isa 指针。运行时期望它存在。

Answer 2

在 Apple 运行时，最低规范很容易解释：您必须实现 NSObject 协议中的每个方法。请参阅 此处。这绝对是不平凡的。您可能需要添加一些附加函数，例如 +alloc 以便能够创建实例等。Apple 的所有框架中只有两个公共根类： < code>NSObject 和 NSProxy。实际上，完全没有理由创建根类。我不确定 Apple 是否有关于此问题的任何文档。

在实践中，您要做的是继承 NSObject 或 NSProxy 并在它们之上构建。如果执行以下操作，您的代码将起作用：

@interface Test : NSObject
+ (void)test;
@end

正如 Tilo 指出的，在 GNU 运行时等其他运行时上情况并非如此。

Answer 3

在我的系统（Linux + GCC 上的 GNUstep）中，我必须用以下方法替换上面的分配方法，以使示例正常工作。我认为这是由于较新的 obj-c 运行时（此处的运行时文档：Objective-C 运行时参考。

+ alloc
{
  return (id)class_createInstance(self, 0);
}

Answer 4

上面的例子可以用 gcc 和 GNU-runtime 很好地编译。在 Objective-C 中，通常任何类只要没有超类就可以成为根类。如果 Apple 运行时需要不同的东西，那么它是特定于运行时的。

此外，根类还有一些特定的东西：

所有实例方法也是具有相同实现的类方法（如果没有明确实现）。以下应用程序的输出：

#import <stdio.h>

@interface Test
+ alloc;
+ (void)test;
- (void)test;
- (void)otherTest;
@end
@implementation Test
+ alloc
{
  return (id)class_create_instance(self);
}

+ (void)test
{
    printf("class test\n");
}

- (void)test
{
    printf("instance test\n");
}

- (void)otherTest
{
    printf("otherTest\n");
}
@end

int main()
{
    id t = [Test alloc];
    [Test test];
    [t test];
    [Test otherTest];
    [t otherTest];
    return  0;
}

将是：

class test
instance test
otherTest
otherTest

创建新根类最难的部分是 +alloc 和 -dealloc 但如我的示例中所示，运行时（在我的例子是 GNU 运行时）可以做到这一点。但我不知道运行时分配是否足够好。我知道一些基金会使用自己的分配机制来隐藏对象结构中的引用计数器。我不知道苹果是否也这样做，以及他们的运行时是否已经处理好它。