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。
/* 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
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。
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