Objective-C 的消息转发机制

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概述

当 OC 对象接收到无法解读的消息后，就会启动“消息转发”机制，我们可以经由此过程告诉对象应该如何处理未知消息。消息转发过程大致可以分为 3 个阶段：动态方法解析、查找备援接收者、完整的消息转发。下面我们先从消息发送开始，然后再介绍转发的 3 个阶段。

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消息发送

• 在 OC 中，给对象发送消息通常会这么写：

id returnValue = [someObject methodName:parameter];

这里，我们暂且称呼 someObject 为 “接收者” (receiver)，methodName 为 “选择子” (selector)。选择子与参数和称 “消息” (message)。编译器会将此消息转换为一条标准的 C 语言函数调用，所调用的函数也就是消息传递机制中的核心函数 objc_msgSend()，其原型如下：

void objc_msgSend(id self, SEL cmd, ...)

这个函数能够接收 2 个或 2 个以上的参数，前两个参数依次代表接收者、选择子，这两个是一定有的参数，后续就是消息中的参数，顺序不变。编译器会将刚才那个例子中的消息转换成如下函数：

id returnValue = objc_msgSend(someObject, @selector(methodName), parameter);

objc_msgSend() 函数回一句接收者和选择子的类型调用适当的方法。为此，该方法会在接收者所属的类中搜寻其 “方法列表” (list of methods)，如果能找到与选择子名称相符的方法，就跳转到它的实现代码。如果找不到，那就沿着继承体系继续向上查找，等找到合适的方法之后再跳转。如果最终还是找不到相符的方法，那就执行 “消息转发” (message-forwarding) 操作。

下面我们就来看看消息转发的 3 个阶段都做了什么 O(∩_∩)O

一、动态方法解析

• 对象在收到无法解读的消息后，首先将调用其所属类的下列类方法：

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel;

该方法的参数就是那个未知的选择子，其返回值为 Boolean 类型，表示这个类是否能新增一个实力方法用已处理这个选择子。再继续往下执行转发机智之前，本类有机会新增一个处理此选择子的方法。假如尚未实现的方法不是实例方法而是类方法，那么运行期系统会调用另外一个方法，该方法与 "resolveInstanceMethod:" 类似，叫做 “resolveClassMethod:” 。
使用这个方法的前提是：相关方法的实现代码已经写好，只等着运行的时候动态插在类里面就可以了。

如果该方法返回 NO，就会进入下一个阶段：寻找备援接收者。

二、查找备援接收者

• 在这一阶段，运行期系统会询问接收者：能不能把这条消息转给其他接收者来处理。与之对应的处理方法如下：

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector;

该方法的参数代表位置选择子，若当前接收者能找到备援接收者(对象)，则将其返回，若是找不到，就返回 nil。在一个对象内部，可能还有一系列其他对象，原对象可经由此方法将能够处理该选择子的相关内部对象返回，这样，在外界看来似乎是原对象亲自处理了这个消息。

当上边的方法返回 nil 时，就得通过完整的消息转发机制来处理了。

三、完整的消息转发

• 如果转发已经来到了这一阶段的话，就需要启动完整的消息转发机制了。

• 首先创建 NSInvocation 对象，把与尚未处理的那条消息有关的全部细节都封装到里面。此对象包含选择子 (selector)、目标 (target) 及参数 (parameter)。在触发 NSInvocation 对象时，“消息派发系统” 会亲自将消息指派给目标对象。

此阶段会调用下边的 2 个方法来转发消息：

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation;
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector;

forwardInvocation: 方法可以实现的很简单：只需改变调用目标，使消息在新目标上得以调用即可。当然，还有一种比较有用的实现方式：先以某种方式改变消息内容，比如追加参数、替换选择子等。

实现 forwardInvocation: 方法时，如果发现某调用操作不应该本类操作，则需要调用 super 的同名方法，直至 NSObject。如果最后调用了 NSObject 类的方法，那么该方法还会继续调用 “doesNotRecognizeSelector:” ，从而抛出异常 💣 Crash 💣。

完结