面试题：Objective-C 复杂方法声明与调用场景下的优化策略

Question

假设你正在开发一个大型的Objective-C项目，其中有许多类存在复杂的继承关系，并且方法声明和调用非常频繁。请分析在这种场景下，可能会出现哪些与方法声明和调用相关的性能问题，你将如何通过优化方法声明与调用语法，以及利用Objective-C的特性（如消息转发机制等）来解决这些问题，给出具体的优化思路和示例代码。

Answer 1

可能出现的性能问题

1. 动态方法解析开销：由于Objective-C是动态绑定语言，每次方法调用都需要在运行时查找方法实现。在复杂继承关系和频繁方法调用场景下，动态方法解析的开销会累积，影响性能。
2. 消息转发成本：如果方法在当前类及其父类中未找到实现，会进入消息转发流程。这涉及到多次动态方法解析、备用接收者查找和完整转发等步骤，开销较大。
3. 继承链查找开销：在继承体系复杂时，查找方法实现需要沿着继承链向上遍历多个类，增加了查找时间。

优化思路

1. 减少动态方法解析次数：通过+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel 或 + (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel 提前缓存方法实现，避免每次方法调用都触发动态方法解析。
2. 优化消息转发流程：合理利用备用接收者和完整转发机制，减少不必要的转发步骤。
3. 避免不必要的继承：简化继承关系，尽量使用组合而非继承，减少继承链查找开销。

示例代码

1. 提前缓存方法实现

@implementation MyClass

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    if (sel == @selector(myDynamicMethod:)) {
        class_addMethod(self, sel, (IMP)myDynamicMethodImplementation, "v@:@");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

void myDynamicMethodImplementation(id self, SEL _cmd, NSString *param) {
    NSLog(@"执行动态方法，参数：%@", param);
}

@end

2. 优化消息转发

@implementation MyClass

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    if ([AnotherClass instancesRespondToSelector:aSelector]) {
        return [AnotherClass new];
    }
    return nil;
}

@end

3. 组合替代继承示例

// 被组合的类
@interface HelperClass : NSObject
- (void)helperMethod;
@end

@implementation HelperClass
- (void)helperMethod {
    NSLog(@"Helper方法执行");
}
@end

// 使用组合的类
@interface MyCompositeClass : NSObject
@property (nonatomic, strong) HelperClass *helper;
@end

@implementation MyCompositeClass
- (instancetype)init {
    self = [super init];
    if (self) {
        _helper = [HelperClass new];
    }
    return self;
}

- (void)doSomething {
    [self.helper helperMethod];
}
@end