美文网首页
Runtime消息传递和消息转发|你一定看得懂

Runtime消息传递和消息转发|你一定看得懂

作者: 三分慢先森 | 来源:发表于2019-05-24 17:24 被阅读0次

    Runtime简介
    ==== Runtime的特性主要是消息(方法)传递机制,当向对象发送一条消息时,如果能在对象的类或所继承类中的方法列表中找到对应的SEL,即进行方法调用,否则进行消息转发。底层主要用C和汇编代码编写,使得动态系统变得高效。

    消息传递

    关键函数:
    id objc_msgSend(id self, SEL op, ...);
    self : 指向接收消息的类的实例的指针地址,可以理解成调用方法的对象
    op  : 处理消息的方法选择器 
    (SEL:类成员(方法)的指针,不同于C中的函数指针直接保存了方法的地址,
    在这只是 方法的编号)
    

    首先介绍下消息传递时一个非常重要的家伙,指向 类的数据结构体 的指针 isa :
    它是一个class类型的指针,实例对象的isa指向它的类对象,类对象的isa指向元类对象(meta class),元类对象isa指向根元类(root class),根元类isa指向自身。

    screenshot.png

    /* isa结构体:这其中包含了指向其父类的isa指针
    及Dispatch table(key为SEL value为IMP)
    其中结构体 objc_method_list 中包含结构体成员 objc_method,
    objc_method中 包含成员 SEL和IMP(可在runtime.h中查找)*/

    struct objc_class {
        Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
    #if !__OBJC2__
        Class _Nullable super_class                              OBJC2_UNAVAILABLE;
        const char * _Nonnull name                               OBJC2_UNAVAILABLE;
        long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
        long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
        long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
        struct objc_ivar_list * _Nullable ivars                  OBJC2_UNAVAILABLE;
        struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
        struct objc_cache * _Nonnull cache                       OBJC2_UNAVAILABLE;
        struct objc_protocol_list * _Nullable protocols          OBJC2_UNAVAILABLE;
    #endif
    } OBJC2_UNAVAILABLE;
    

    例如对象调用方法 [obj callAndy],编译器转成消息发送时是这样 objc_msgSend(obj, callAndy),Runtime时执行的流程是:

    1 .通过obj的isa指针找到它的数据结构体 ;
    2 .根据方法名callAndy生成的SEL(方法编号)查询缓存 objc_cache,若命中则直接调用,否则继续下一步
    3 .在 class 的 Dispatch table(调度表)中查找对应的SEL ; 若class 中没找到,继续往它的 superclass 中找 ;
    一旦找到就去执行它的IMP(函数指针,方法实现的地址) 。
    否则就进行消息转发。
    注:objc_cache:查找结束时为了高效处理,objc_cache会把已被调用的函数缓存下来,提高函数查询的效率。 --找到callAndy 之后,把callAndy 的SEL 作为key ,IMP作为value 给存起来。当再次收到callAndy 消息的时候,可以直接在objc_cache 里找到,避免再次遍历。

    如果你刚才去找Andy,问了他dad,问了他dad的dad,又问了他dad的dad的dad...,还是找不到人,这个时候他可能鬼混去了,但是鬼混归鬼混,他还不叫你,哼,也别顾及兄弟情义了,去报警吧,报人口失踪,转交给警察叔叔处理...
    哈哈,扯淡归扯淡,咱言归正传

    消息转发
    献上流程图

    转发一览.jpeg
    大家看它们很不害臊的给自己标红了,就知道其中有四个关键方法了:
    1. + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel  
       + (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel
      实例方法和类方法分别调用这两个,返回NO才继续执行转发流程 执行方法2
    在此方法中若动态添加方法给接收者,则返回YES,并且执行所添加的方法
    + (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
    {
        if (aSEL == @selector(resolveThisMethodDynamically))
        {      
              /*  v@: v表示返回值为void类型 
    固定的两个参数: @表示第一个参数类型是id也就是当前对象self
                       :表示第二个参数类型是SEL即@selector(...)
              */
              class_addMethod([self class], aSEL, (IMP) dynamicMethodIMP, "v@:");
              return YES;
        }
        return [super resolveInstanceMethod:aSel];
    }
    
    2. - (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
    //在此可以返回一个已知对象,此对象实现了未知消息,使得消息可以转发给这个对象
        若在此返回转发目标,则执行转发目标的方法,结束转发流程;
        若返回nil ,执行方法3
    
    3. - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector 
    返回nil则会被标记为消息无法处理 系统则会crash :unrecognized selector...
    返回方法签名则执行方法4 ;
    
    4. - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
    为了响应对象本身不认识的方法,必须覆盖 methodSignatureForSelector: 
    以及 forwardInvocation 方法
    (详细内容可参阅开发者文档 Xcode -> Window -> Developer Documentation)
    

    创建一个NSNull分类,避免当对NSNull对象发送一个ClassArray所包含类中实例 存在的消息时,应用直接Crash,而是打印错误调用的堆栈信息,在保证应用继续运行的情况下帮助开发者更好的定位代码的问题。当然这只是做编码时千虑一失最后的一块盾牌,更重要的还是要让自己做好千虑这件事。(此处要注意nil和null的区别,nil是不占内存的,向它发送消息不会crash,而null占有内存是会进行消息传递的,所以会crash,这个值一般由服务器下发的情况较多)
    (分类创建:新建Objective-C File,File Type:Category,Class:NSNull)

    #define ClassArray @[[NSMutableArray class],[NSMutableDictionary class],[NSMutableString class],[NSNumber class],[NSDate class],[NSData class]]
    
    - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)selector
    {
        NSMethodSignature *signature;
        if (!signature)
        {
            for (Class someClass in ClassArray)
            {
                @try {
                    //若某个类(它的实例)能够响应selector 设置相应的方法签名
                    if ([someClass instancesRespondToSelector:selector])
                    {
                        signature = [someClass instanceMethodSignatureForSelector:selector];
                        break;
                    }
                } @catch (NSException *exception) {}
            }
        }
        if (signature){
            return signature;
        }
        return [[self superclass] methodSignatureForSelector:selector];
    }
    
    - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation
    {
        invocation.target = nil;
        [invocation invoke];
        
        //获取方法调用堆栈信息 弹窗提示
        NSArray *stack = [NSThread callStackSymbols];
        NSString *infoStr = [NSString stringWithFormat:@"%@ .. %@ -- stackInfo: %@",NSStringFromClass([invocation.target class]),NSStringFromSelector(invocation.selector),stack];
        UIAlertController *alert = [UIAlertController alertControllerWithTitle:@"请联系开发人员反映问题!" message:infoStr preferredStyle:UIAlertControllerStyleAlert];
        UIViewController *vCtrl = [[[[UIApplication sharedApplication] delegate] window] rootViewController];
        UIAlertAction *action = [UIAlertAction actionWithTitle:@"复制错误信息" style:UIAlertActionStyleDefault handler:^(UIAlertAction *action) {
            UIPasteboard *pasteboard = [UIPasteboard generalPasteboard];
            pasteboard.string = infoStr;
        }];
        [alert addAction:action];
        if (vCtrl){
            [vCtrl presentViewController:alert animated:YES completion:nil];
        }
    }
    

    学习多篇博客以及实践之后作此记录,不准确的地方希望能得到各位Coder指教,感谢。

    相关文章

      网友评论

          本文标题:Runtime消息传递和消息转发|你一定看得懂

          本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/ovoxnqtx.html