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方法调用(三)-- 动态方法决议&消息转发

方法调用(三)-- 动态方法决议&消息转发

作者: 过气的程序员DZ | 来源:发表于2020-09-25 02:23 被阅读0次

    方法调用(一)-- objc_msgSend快速查找流程
    方法调用(二)-- 慢速查找流程
    方法调用(三)-- 动态方法决议&消息转发


    动态方法决议

    上篇文章简单介绍了一下resolveInstanceMethod方法,这事系统给我们提供的一次再次查找方法的机会

    static NEVER_INLINE IMP
    resolveMethod_locked(id inst, SEL sel, Class cls, int behavior)
    {
        runtimeLock.assertLocked();
        ASSERT(cls->isRealized());
    
        runtimeLock.unlock();
        // 动态方法决议 : 给一次机会 重新查询
        if (! cls->isMetaClass()) {  // 对象 - 类
            // try [cls resolveInstanceMethod:sel]
            resolveInstanceMethod(inst, sel, cls);
        } 
        else { // 类方法 - 元类
            // try [nonMetaClass resolveClassMethod:sel]
            // and [cls resolveInstanceMethod:sel]
            resolveClassMethod(inst, sel, cls);
            if (!lookUpImpOrNil(inst, sel, cls)) {
                //注意这行代码
                resolveInstanceMethod(inst, sel, cls);
            }
        }
    
        // chances are that calling the resolver have populated the cache
        // so attempt using it
        return lookUpImpOrForward(inst, sel, cls, behavior | LOOKUP_CACHE);
    }
    
    • 源码中可以看到,不只是有对象方法的决议,还有类方法的。
    • 但是类方法在底层是元类的对象方法,所以类方法也可以用对象的方法。
    • 元类在开发中是无法进行控制的,但是根据继承链,我们可以在NSObject中进行相关处理。可以创建NSObject的一个分类。
    @interface NSObject (DZ)
    @end
    
    @implementation NSObject (DZ)
    + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
        
        if (sel == @selector(say666)) {
            NSLog(@"%@ 来了",NSStringFromSelector(sel));
    
            IMP imp           = class_getMethodImplementation(self, @selector(sayMaster));
            Method sayMMethod = class_getInstanceMethod(self, @selector(sayMaster));
            const char *type  = method_getTypeEncoding(sayMMethod);
            return class_addMethod(self, sel, imp, type);
        } else if (sel == @selector(sayNB)) {
            
            IMP imp           = class_getMethodImplementation(objc_getMetaClass("Person"), @selector(ClassMethod));
            Method sayMMethod = class_getInstanceMethod(objc_getMetaClass("Person"), @selector(ClassMethod));
            const char *type  = method_getTypeEncoding(sayMMethod);
            return class_addMethod(objc_getMetaClass("Person"), sel, imp, type);
        }
        return NO;
    }
    
    @end
    

    消息转发

    动态方法决议可以解决相关找不到imp的处理,但是处理起来还是麻烦一些。接下来了解一下消息转发,这阶段分为两部分:快速消息转发和慢速消息转发

    快速消息转发

    通过重写- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector方法,实现快速转发流程。
    这个方法是将无法处理的方法,转给其他对象来处理。可以看到返回值是id类型,参数也是一个sel。例如:

    @interface Person : NSObject
    - (void)sayHello;
    @end
    
    @implementation Person
    - (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
        NSLog(@"%s - %@",__func__,NSStringFromSelector(aSelector));
        return [Student alloc];
    }
    @end
    
    @interface Student : NSObject
    - (void)sayHello;
    @end
    @implementation Student
    - (void)sayHello{
        NSLog(@"%s",__func__);
    }
    @end
    
    //调用
    Person *person = [Person alloc];
    [person sayHello];
    
    • 定义两个类,PersonStudent。两个类中都声明了sayHello,但是Person中没有实现
    • 调用时,对象person调用sayHello方法。正常情况下回出现闪退,因为找不到相关imp。
    • 但是在Person类中实现了forwardingTargetForSelector方法,将无法找到imp的方法转给了Student的对象,这样就不会出现闪退的情况。

    打印结果

    -[Person forwardingTargetForSelector:] - sayHello
    -[Student sayHello]
    

    这就是快速消息转发。

    慢速消息转发

    如果没有实现快速消息转发的方法,那么就会进入慢速消息转发。此过程需要重写两个方法:

    • - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector:设置方法的签名
    • - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation:字面意思是“转发调用”

    还是利用上面的例子,在Person类中实现这两个方法

    - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
        NSLog(@"%s - %@",__func__,NSStringFromSelector(aSelector));
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    
    - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
        NSLog(@"%s - %@",__func__,anInvocation);
        anInvocation.target = [Student alloc];
        [anInvocation invoke];
    }
    

    打印结果:

    -[Person methodSignatureForSelector:] - sayHello
    -[Person forwardInvocation:] - <NSInvocation: 0x10047ce10>
    -[Student sayHello]
    

    与快速的区别在于需要指定方法签名,并且在anInvocation参数中可以拿相关的调用信息,并且可以进行修改,例如示例中修改target属性。

    反汇编查找消息转发流程

    之前我们在看objc源码的时候,看到动态方法决议调用的相关代码,但是后续消息转发的代码是没有看到相关方法的调用。原因是此处是CoreFoundation处理的。
    将上面的消息转发的相关代码注释掉,执行调用代码

    Person *person = [Person alloc];
    [person sayHello];
    

    运行起来后会闪退,通过lldb的bt命令,查看当前的堆栈

    • 在调用doesNotRecognizeSelector之前调用了CoreFoundation中的__forwarding_prep_0______forwarding___两个函数。
    • 但是CoreFoundation没有开源,所以只能运用反汇编的方式进行查看。
    找到CoreFoundation文件路径

    lldb中执行image list命令,查看到CoreFoundation文件路径

    访达(Finder)中前往到这个文件,快捷键⌘+shift+g,将地址复制进去

    Hooper应用查看反汇编

    利用Hopper应用进行反汇编查看CoreFoundation

    CoreFoundation文件拖入到Hopper中。
    全局搜索__forwarding_prep_0___,然后查看伪代码

    图中能看到____forwarding___调用,双击点击可以进入实现。
    相关代码:

    int ____forwarding___(int arg0, int arg1) {
    
        .....//省略无关代码
        
        if (class_respondsToSelector(r12, @selector(forwardingTargetForSelector:)) == 0x0) goto loc_64a67;
        loc_649fc:
        rdi = rbx;
        rax = [rdi forwardingTargetForSelector:var_140];
        if ((rax == 0x0) || (rax == rbx)) goto loc_64a67;
        
        ......//省略无关代码
        
        loc_64a8a:
        rax = class_respondsToSelector(r12, @selector(methodSignatureForSelector:));
        r14 = var_138;
        var_148 = r15;
        if (rax == 0x0) goto loc_64dd7;
        loc_64ab2:
        rax = [r14 methodSignatureForSelector:var_140];
        rbx = var_158;
        if (rax == 0x0) goto loc_64e3c;
        
        ......//省略无关代码
        
        loc_64c19:
        if (class_respondsToSelector(object_getClass(r14), @selector(forwardInvocation:)) == 0x0) goto loc_64ec2;
        ......
        if (class_respondsToSelector(object_getClass(var_138), @selector(doesNotRecognizeSelector:)) == 0x0) {
                ____forwarding___.cold.2(var_138);
        }
        (*_objc_msgSend)(var_138, @selector(doesNotRecognizeSelector:));
        asm { ud2 };
        rax = loc_64ec2(rdi, rsi);
        return rax;
        
        ......//省略无关代码
    }
    

    通过伪代码可以看到____forwarding___相关实现,依次进行了判断和调用forwardingTargetForSelectormethodSignatureForSelectorforwardInvocationdoesNotRecognizeSelector方法。

    消息转发的流程图

    扩展 - 动态方法决议会执行两遍分析

    示例代码

    @interface Person : NSObject
    - (void)say666;
    @end
    
    @implementation Person
    
    + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
        NSLog(@"%s - %@ 来了",__func__,NSStringFromSelector(sel));
        return [super resolveInstanceMethod:sel];
    }
    //调用代码
    Person *person = [Person alloc];
    [person say666];
    @end
    

    在动态方法解析中没有进行imp的指定,所以代码运行起来会闪退。但是在闪退之前resolveInstanceMethod方法中的会打印两遍log:

    之前的文章方法调用(二)-- 慢速查找流程中对lookUpImpOrForward函数的分析,会在static void resolveInstanceMethod(id inst, SEL sel, Class cls)函数中调用+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel方法

    研究方法:在消息发送之后打上断点,并且在log打印出来后,使用lldb中的bt命令查看当前的调用堆栈,如下图:

    • 第一次bt:就是imp的查找流程,通过lookUpImpOrForward触发的
    • 第二次bt:是methodSignatureForSelector触发的,经过__methodDescriptionForSelector中的class_getInstanceMethod再次到lookUpImpOrForward函数。通过反汇编CoreFoundation可以看到,如图:

    以上就是只实现+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel方法,但是不进行imp指定的情况下,会被调用两次的原因。

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