消息机制和消息转发

作者: 远辰jt | 来源:发表于2019-12-13 21:42 被阅读0次

Runtime
消息机制和消息转发
iOS面试题总结(二)
消息转发机制（动态消息转发）
runtime系列文章总结
【iOS】消息传递机制和消息转发机制
iOS消息转发机制
OC消息机制,消息转发机制
《Effective Objective-C 2.0 》阅读笔
消息转发机制

1，消息机制
消息机制是OC动态性的体现，相比于c语言的函数调用在编译的时候已经确定，在OC中每一个方法的实际调用需要等到运行时才能确定。并且OC中调用方法都可以看做是向调用者发送了一条消息。消息有“名称”或“选择子(selector)”之说。消息可以接受参数，而且还可以有返回值。

例如 id object = [someObject messageName：parameter];
someObject叫做消息的接受者（方法的调用者）
messageName: 叫做方法名或者selector
parameter叫做参数
selector和参数组合起来叫做消息，调用方法就是向调用者发送一条消息。

消息调用到底是怎么执行的呢？其实OC经过编译后方法调用都会转化为下面的c语言函数调用

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

这是一个可变参数的函数，其中第一个参数是方法的调用者id类型，第二个参数SEL类型表示当前调用的方法名，之后是可变参数，如果方法需要参数后面会有相应的参数。

2，objc_msgSend消息派发的详细流程
objc_msgSend函数的作用就是根据self和SEL查找方法的IMP，然后调用，具体流程如下，（以调用一个对象的实例方法为例）

首先判断receiver是否为nil，如果为nil，直接return
根据receiver的isa指针找到所属的类对象，在类对象的方法缓存cache中根据SEL查找IMP，如果查到到IMP，调用IMP，结束调用。如果没有找到，进行下一步。
如果在类对象的方法缓存中没有命中SEL，就会查找类对象的方法列表，如果命中SEL，则调用IMP并且把SEL和IMP添加到类对象的方法缓存中然后结束调用。如果方法类表中没有查找到，进行下一步
根据对象的superClass，到父类对象中重复上面两个步骤，如果命中SEL，则把SEL和IMP缓存的类对象的方法缓存中，然后调用IMP结束调用。如果还是没有命中那就继续沿着superClass父链继续查找，知道superClass为nil。
如果直到superClass为nil还是没有找到对应的SEL，就会走消息转发的流程

2，消息转发流程

消息转发大致分为三步：动态方法解析、备用消息接受者和完整的消息转发。

（1）动态方法解析
其中动态方法解析类提供一个机会就是可以添加方法，前提是方法的实现已经写好。相关API如下：

处理没有实现的类方法
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel
处理没有实现的实例方法
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel 

这两个方法都是类方法，并且参数是SEL，返回值为BOOL类型表示是否添加方法的实现，默认返回NO表示没有添加， 如果添加了方法的实现可以返回YES

注意，动态方法解析时，处理类方法和实例方法时，添加方法的时候添加方法的主体要搞清楚，添加实例方法添加到类对象中，添加类方法添加到元类对象中

典型实现

+ (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
    if (aSEL == @selector(resolveThisMethodDynamically))
    {// 判断如果是需要处理的sel则添加实现
          class_addMethod([self class], aSEL, (IMP) dynamicMethodIMP, "v@:");
          return YES;
    }
    // 不能阻断父类的响应
    return [super resolveInstanceMethod:aSel];
}

（2）备用接收者
当动态方法解析失败，没有给相应的sel添加实现的时候，就会进入消息转发流程，而消息转发流程第一步就是备用接收者，可以返回一个对象，让对象去处理消息，如果返回的对象不为nil，消息派发系统将继续消息派发到新接受者，注意不要返回self，否则会陷入死循环
如果在子类中实现该方法，注意如果没有添加处理时不要阻断父类的处理，需要调用父类的该方法
该方法可以在更昂贵的消息转发前重定向消息到指定的对象，如果转发的目标是捕获NSInvocation，或者在转发过程中操作参数或返回值，那么它是没有用的。

该方法是转发实例方法，以SEL为参数，返回值是id类型表示要转发的对象，默认返回nil， 
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector

相应的也有转发类方法
+ (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector

（3）完整的消息转发

如果前两步都没有完成方法，就会进入完整的消息转发流程。首先会调用

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
或者
+ (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector

该方法会根据SEL，返回一个方法描述的对象，如果指定的sel在当前实例或者类中没有找到，就返回nil (抛出异常crash)，该方法用于创建NSInvocation对象。

// 上一步方法签名创建好之后系统会自动封装本次调用的方法信息，创建NSInvocation对象， 然后调用forwardInvocation:方法，最后一次机会进行处理。
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation

forwardInvocation:进行处理，这一步的处理可以直接转发给其它对象，即和第二步的效果等效，但是很少有人这么干，因为消息处理越靠后，就表示处理消息的成本越大，性能的开销就越大。所以，在这种方式下，会改变消息内容，比如增加参数，改变选择子等等。


代码如下
/// 完整的消息转发
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
   NSString * selStr = NSStringFromSelector(anInvocation.selector);
   if ([selStr isEqualToString:@"playPiano"]) {
       anInvocation.selector = NSSelectorFromString(@"travel:");
       /// 方法的第一个参数是self。第二个参数是sel。后面是参数
       NSString *paramStr = @"测试阿斯顿发";
       [anInvocation setArgument: &paramStr atIndex:2];
       // 也可以设置其他对象调用
       [anInvocation invokeWithTarget:self];
       return;
   }
   
   [super forwardInvocation:anInvocation];
}


/// 返回一个方法的类型描述
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
   NSLog(@"%@",NSStringFromSelector(aSelector));
   NSString *method = NSStringFromSelector(aSelector);
   if ([@"playPiano" isEqualToString:method]) {
       
       NSMethodSignature *signature = [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:@"];
       return signature;
   }
   return nil;
}

如果在上述三步中都没有进行相应的处理，那么就会抛出异常crash并且报经典错误unrecognized selector sent to instance