第12条：理解消息转发机制

1. 消息转发机制

当对象接收到无法解读的消息后，就会启动“消息转发”机制，开发者可经由此过程告诉对象应该如何处理未知消息。

消息转发分为两大阶段

• 第一阶段：先征询接收者所属的类，看其是否能动态添加方法，以处理当前这个“未知的选择器”，这叫做“动态方法解析”（dynamic method resolution）。
• 第二阶段：涉及“完整的消息转发机制”（full forwarding mechanism）。
  运行时系统会请求接收者以“动态新增方法”之外的手段来处理与消息相关的方法调用，这又细分为两小步。首先，请接收者看看有没有其他对象能处理这条消息。若有，则运行期系统会把消息转给那个对象，于是消息转发过程结束。若没有“备援的接收者”，则启动完整的消息转发机制，运行时系统会把与消息有关的全部细节都封装到NSInvocation对象中，再给接收者最后一次机会，令其设法解决当前还没处理的这条消息。

2. 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)selector

解释：selector是未知的选择器，返回值为Boolean类型，表示这个类是否能新增一个实例方法用以处理此选择器。

在继续往下执行转发之前，本类有机会新增一个处理未知选择器的方法，便是通过调用“resolveInstanceMethod:”或“resolveClassMethod:”方法来实现的。
但是，使用这种办法有个前提：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。此方案常用来实现@dynamic属性。

id autoDictionaryGetter(id self, SEL _cmd);
void autoDictionarySetter(id self, SEL _cmd, id value);

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)selector{
    NSString *selectorString = NSStringFromSelector(selector);// 将选择器转换为字符串
    if(/* selector is from a @dynamic property */){// 使用了@dynamic属性
        if([selectorString hasPrefix:@"set"]){
            class_addMethod(self,
                            selector,
                            (IMP)autoDictionarySetter,
                            "V@:@");
        }else{
            class_addMethod(self,
                            selector,
                            (IMP)autoDictionaryGetter,
                            "@@:");
        }
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:selector];
}

3. 备援接收者

在第二阶段的第一小步中，运行期系统会问未知的选择器能不能把这条消息转发给其他接收者来处理。与该步骤对应的处理方法如下：

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)selector

解释：selector代表未知的选择器，若当前接收者能找到备援对象，则将其返回，若找不到，就返回nil。
通过此方案，可以用“组合”（composition）来模拟出“多重继承”（multiple inheritance）的某些特性。
注意：开发者无法操作经由这一步所转发的消息。若是想在发送给备援接收者之前先修改消息内容，那就得通过完整的消息转发机制来做了。

4. 完整的消息转发

若没有“备援的接收者”，则启动完整的消息转发机制，运行时系统会把与尚未处理的那条消息有关的全部细节都封装到NSInvocation对象中。在触发NSInvocation对象时，“消息派发系统”（message-dispatch system）将亲自出马，把消息指派给目标对象。如下：

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation*)invacation

此方法比较有用的实现方式为：在触发消息前，先以某种方式改变消息内容，比如追加另外一个参数，或是改换选择器，等等。

5. 消息转发全流程

Snip20160309_1.png

6. 以完整的例子演示动态方法解析

EOCAutoDictionary头文件

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface EOCAutoDictionary : NSObject

@property(nonatomic,strong) NSString *string;
@property(nonatomic,strong) NSNumber *number;
@property(nonatomic,strong) NSDate *date;
@property(nonatomic,strong) id opaqueObject;

@end

EOCAutoDictionary实现文件

#import "EOCAutoDictionary.h"
#import <objc/runtime.h>

@interface EOCAutoDictionary ()
@property(nonatomic,strong) NSMutableDictionary *backingStore;
@end

@implementation EOCAutoDictionary

// @dynamic会阻止编译器自动生成相关的存取方法，而由开发者自己创建存取方法
@dynamic string, number, date, opaqueObject;

- (id)init{
    if (self = [super init]) {
        _backingStore = [NSMutableDictionary new]; // 延迟加载
    }
    return self;
}

// 动态添加新方法
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    NSString *selectorString = NSStringFromSelector(sel);
    if ([selectorString hasPrefix:@"set"]) {
        class_addMethod(self,
                        sel,
                        (IMP)autoDictionarySetter,
                        "v@:@");
    }else{
        class_addMethod(self,
                        sel,
                        (IMP)autoDictionaryGetter,
                        "@@:");
    }
    return YES;
}

// getter函数
id autoDictionaryGetter(id self, SEL _cmd){
    // 从EOCAutoDictionary对象获取backingStore字典
    EOCAutoDictionary *typedSelf = (EOCAutoDictionary*)self;
    NSMutableDictionary *backingStore = typedSelf.backingStore;
    
    // 将选择器转换为字符串，并将其设为key
    NSString *key = NSStringFromSelector(_cmd);
    
    // 返回backingStore字典中key所对应的值
    return [backingStore objectForKey:key];
}

// setter函数
void autoDictionarySetter(id self, SEL _cmd, id value){
    // 从EOCAutoDictionary对象获取backingStore字典
    EOCAutoDictionary *typedSelf = (EOCAutoDictionary*)self;
    NSMutableDictionary *backingStore = typedSelf.backingStore;
    
    // 将选择器转换为字符串，并将其拷贝为可变字符串
    NSString *selectorString = NSStringFromSelector(_cmd);
    NSMutableString *key = [selectorString mutableCopy];
    
    // 移除key中尾部的“:”
    [key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(key.length - 1, 1)];
    
    // 移除key中前面的“set”
    [key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(0, 3)];
    
    // 取出现有的key中的首字母，将其小写化并替代掉原来的首字母
    NSString *lowercaseFirstChar = [[key substringToIndex:1] lowercaseString];
    [key replaceCharactersInRange:NSMakeRange(0, 1) withString:lowercaseFirstChar];
    
    // 根据key给backingStore存储相关的值
    if (value) {
        [backingStore setObject:value forKey:key];
    }else{
        [backingStore removeObjectForKey:key];
    }
    
}
@end

main函数：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        EOCAutoDictionary *autoDict = [EOCAutoDictionary new];
        // autoDict.date == [autoDict setDate]
        // 由于接收者没有相应的方法可调用，因为@dynamic特性，所以可以动态新增方法
        autoDict.date = [NSDate dateWithTimeIntervalSince1970:3140907998];
        NSLog(@"%@",autoDict.date);
    }
    return 0;
}

输出结果为：

2016-03-09 20:29:25.552 第12条.演示动态方法解析[7000:347059] 2069-07-13 02:26:38 +0000
Program ended with exit code: 0

总结：要想添加新属性，只需要用@property来定义，并将其声明为@dynamic即可。

要点

• 若对象无法响应某个选择器，则进入消息转发流程。
• 通过运行期的动态方法解析功能，我们可以在需要用到某个方法时再将其加入类中。
• 对象可以把其无法解读的某些选择器转交给其他对象（备援接收者）来处理。
• 经过上述两步之后，如果还是没办法处理选择器，那就启动完整的消息转发机制。

参考文献

类型编码