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Objective-C消息转发

Objective-C消息转发

作者: LeeRich | 来源:发表于2018-03-25 15:31 被阅读17次

理论

1.消息机制

RunTime简称运行时。就是系统在运行的时候的一些机制,其中最主要的是消息机制。

对于C语言,函数的调用在编译的时候会决定调用哪个函数。编译完成之后直接顺序执行,无任何二义性。OC的函数调用成为消息发送。属于动态调用过程。在编译的时候并不能决定真正调用哪个函数(事实证明,在编 译阶段,OC可以调用任何函数,即使这个函数并未实现,只要申明过就不会报错。而C语言在编译阶段就会报错)。只有在真正运行的时候才会根据函数的名称找 到对应的函数来调用。

[obj makeText];

首先,编译器将代码[obj makeText];转化为objc_msgSend(obj, @selector (makeText));,在objc_msgSend函数中。首先通过obj的isa指针找到obj对应的class。在Class中先去cache中 通过SEL查找对应函数method(猜测cache中method列表是以SEL为key通过hash表来存储的,这样能提高函数查找速度),若 cache中未找到。再去methodList中查找,若methodlist中未找到,则取superClass中查找。若能找到,则将method加 入到cache中,以方便下次查找,并通过method中的函数指针跳转到对应的函数中去执行。

2.消息转发(可以间接实现多重继承)

当向someObject发送某消息,但runtime system在当前类和父类中都找不到对应方法的实现时,runtime system并不会立即报错使程序崩溃,而是依次执行下列步骤:


image
  1. 动态方法解析:向当前类发送 resolveInstanceMethod: 信号,检查是否动态向该类添加了方法。(迷茫请搜索:@dynamic)
  2. 快速消息转发:检查该类是否实现了 forwardingTargetForSelector: 方法,若实现了则调用这个方法。若该方法返回值对象非nil或非self,则向该返回对象重新发送消息。
  3. 标准消息转发:runtime发送methodSignatureForSelector:消息获取Selector对应的方法签名。返回值非空则通过forwardInvocation:转发消息,返回值为空则向当前对象发送doesNotRecognizeSelector:消息,程序崩溃退出。

这里只对2进行代码演示:意思是说,本类实现不了的方法,可以转发给别的类去实现

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
    class *other = [class new];
    if ([other forwardingTargetForSelector:aSelector]) {
        return other;
    }else{
        return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
    }
}

这样如果本类中没有的方法,就会去class中尝试查找,如果有,则返回class对象,让其执行,这样就实现了快速消息转发


例子解释

首先,你需要知道这两个概念:

OC中调用方法就是向对象发送消息。

比如 :

[person run];

这实际上这是在给person这个对象发送run这个消息。

那么问题来了,当run这个方法只有定义(只在.h中声明了)没有实现会怎么样呢?

就是经典的报错

*** Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: '-[Person run]: unrecognized selector sent to instance

ok,前提已经说完了,我们就从找这个错误原因讲起。

首先,该方法在调用时,系统会查看这个对象能否接收这个消息(查看这个类有没有这个方法,或者有没有实现这个方法。),如果不能并且只在不能的情况下,就会调用下面这几个方法,给你“补救”的机会,你可以先理解为几套防止程序crash的备选方案,我们就是利用这几个方案进行消息转发,注意一点,前一套方案实现后一套方法就不会执行。如果这几套方案你都没有做处理,那么程序就会报错crash。

打个比方:比赛足球时,脚下有球的那名球员,如果他的位置不利于射门或者他的球即将被对方球员抢断,这时最好是把球传出去,这里的球就相当于消息。

方案一:
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel
方案二:
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
方案三:
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector;
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation;

到目前为止大家已经知道什么是消息转发了。下面就说一下这几套方案是怎样调用的。


首先,系统会调用resolveInstanceMethod(当然,如果这个方法是一个类方法,就会调用resolveClassMethod)让你自己为这个方法增加实现。

咱们来看一个例子:

首先,创建了一个Person类的对象p,然后调用p的run方法,注意,这个run方法是没有写实现的。


image

进入Person类的.m文件,我实现了resolveInstanceMethod这个方法为我的Person类动态增加了一个run方法的实现。(什么是动态增加?其实就是在程序运行的时候给某类的某个方法增加实现。具体实现内容就为上面的void run 这个c函数。)

当外部调用[p run]时,由于我们没有实现run对应的方法,那么系统会调用resolveInstanceMethod让你去做一些其他操作。(当然,你也可以不做操作,只是在这个例子中,我为run方法动态增加了实现。)

image

继续运行,程序走到了我们C函数的部分,这样程序没有了崩溃。


image image

下面讲一下第二套方法,forwardingTargetForSelector,这个方法返回你需要转发消息的对象。

我们接着这个例子来讲,为了便于演示消息转发,我们新建了一个汽车类Car,并且实现了Car的run方法。

image

现在我不去对方案一的resolveInstanceMethod做任何处理,直接调用父类方法。可以看到,系统已经来到了forwardingTargetForSelector方法,我们现在返回一个Car类的实例对象。

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继续运行,程序就来到了Car类的run方法,这样,我们就实现了消息转发。

image

继续我们的例子。如果我们不实现forwardingTargetForSelector,系统就会调用方案三的两个方法methodSignatureForSelector和forwardInvocation

methodSignatureForSelector用来生成方法签名,这个签名就是给forwardInvocation中的参数NSInvocation调用的。

开头我们要找的错误unrecognized selector sent to instance原因,原来就是因为methodSignatureForSelector这个方法中,由于没有找到run对应的实现方法,所以返回了一个空的方法签名,最终导致程序报错崩溃。

所以我们需要做的是自己新建方法签名,再在forwardInvocation中用你要转发的那个对象调用这个对应的签名,这样也实现了消息转发。

blob.png

关于生成签名的类型"v@:"解释一下。每一个方法会默认隐藏两个参数,self、_cmd,self代表方法调用者,_cmd代表这个方法的SEL,签名类型就是用来描述这个方法的返回值、参数的,v代表返回值为void,@表示self,:表示_cmd。

现在我们回到最初,我们调用的是Person类的run方法,最终方法被Car类的对象来接受。这就是OC的消息转发机制。

blob.png blob.png

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