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Objective-C消息发送和消息转发机制

Objective-C消息发送和消息转发机制

作者: 黄龙辉 | 来源:发表于2015-09-18 10:44 被阅读4045次

    消息发送

    在Objective-C中,使用对象进行方法调用是一个消息发送的过程(Objective-C采用“动态绑定机制”,所以所要调用的方法直到运行期才能确定)。例如:
    id returnValue = [someObject messageName:parameter];
    其中,someObject是消息的“接收者”,messageName为“选择子”,“选择子”与参数合起来叫做消息。
    当编译器看到消息后,会将其转为一条标准的C语言函数调用objc_msgSend,其原型如下:
    void objc_msgSend (id self, SEL cmd, ...)
    这是一个参数可变的函数,第一个参数是接受者,第二个参数是选择子,后续参数就是消息中的那些参数。objc_msgSend会搜索接收者类中的“方法列表”(选择子的名称是查表时所用的“键”)。如果能找到与选择子名称相符的方法,就跳转至其实现代码。如果找不到,就沿着起继承体系向上查找。如果最终还是没有找到相符的方法,那就执行“消息转发”。

    尾部调用优化:一般情况下,在方法内部调用用另外一个方法,就会把方法的内部变量、返回的地址等信息压入栈中。以便另外一个方法调用结束后,能够正确返回并处理。所以,如果A方法调用B方法,B方法调用C方法,C方法调用D方法⋯⋯,就需要往栈中压入许多信息。这样就可能发生栈溢出的情况。
    为了在一定程度上避免这种情况发生,当方法是在最后一步执行另外一个方法的调用时,编译器会执行尾部调用优化。即不保留外层方法的信息(因为返回地址、内部变量等信息都不会再用到了),直接用内层方法的调用记录,取代外层方法的调用记录。

    消息转发

    当对象收到无法解读的消息时,就会启动“消息转发”机制。开发者可以在此过程中,通过函数对象处理未知的消息。

    消息转发处理流程
    上图显示了消息转发的具体流程,接收者在每一步中均有机会处理消息。步骤越往后处理消息的代价越大。首先,会调用+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel。若方法返回YES,则表示可以处理该消息。在这个过程,可以动态地给消息增加方法。代码如下图所示:
    + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    NSString *selStr = NSStringFromSelector(sel);
    if ([selStr isEqualToString:@"name"]) {
    class_addMethod(self, sel, (IMP)nameGetter, "@@:");
    return YES;
    }
    if ([selStr isEqualToString:@"setName:"]) {
    class_addMethod(self, sel, (IMP)nameSetter, "v@:@");
    return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
    }
    void nameSetter(id self, SEL cmd, id value){
        NSString *fullName = value;
        NSArray *nameArray = [fullName componentsSeparatedByString:@" "];
        PersonModel *model = (PersonModel *)self;
        model.firstName = nameArray[0];
        model.lastName  = nameArray[1];
    }
    
    id nameGetter(id self, SEL cmd){ 
        PersonModel *model = (PersonModel *)self;
        NSMutableString *name = [[NSMutableString alloc] init];
        if (nil != model.firstName) {
            [name appendString:model.firstName];
            [name appendString:@" "];
        }
        if (nil != model.lastName) {
            [name appendString:model.lastName];
        }
        return name;
    }
    

    若方法返回NO,则进行消息转发的第二步,查找是否有其它的接收者。对应的处理函数是:- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector。可以通过该函数返回一个可以处理该消息的对象。
    - (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
    NSString *selStr = NSStringFromSelector(aSelector);
    if ([selStr isEqualToString:@"companyName"]) {
    return self.companyModel;
    }else{
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
    }
    }
    若第二步返回nil,则进入消息转发的第三步。调用- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation。这个方法实现得很简单。只需要改变调用目标,使消息在新目标上得以调用即可。不过,如果采用这种方式,实现的效果与第二步的消息转发是一致的。所以比较有用的实现方式是:先以某种方式改变消息内容,比如追加另外一个参数,或者改换选择子,等等。例如:
    - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
    NSMethodSignature *sig = nil;
    NSString *selStr = NSStringFromSelector(aSelector);
    if ([selStr isEqualToString:@"deptName"]) {
    //此处返回的sig是方法forwardInvocation的参数anInvocation中的methodSignature
    sig = [self.companyModel methodSignatureForSelector:@selector(deptName:)];
    }else{
    sig = [super methodSignatureForSelector:aSelector];
    }
    return sig;
    }

    - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
        NSString *selStr = NSStringFromSelector(anInvocation.selector);
        if ([selStr isEqualToString:@"deptName"]) {
            [anInvocation setTarget:self.companyModel];
            [anInvocation setSelector:@selector(deptName:)];
            BOOL hasCompanyName = YES;
            //第一个和第一个参数是target和sel
            [anInvocation setArgument:&hasCompanyName atIndex:2];
            [anInvocation retainArguments];
            [anInvocation invoke];
        }else{
            [super forwardInvocation:anInvocation];
        }
    }
    

    如果直到NSObject,继承体系中的其它类都无法处理这个消息转发,就会由NSObject调用该方法,并在该方法中调用doesNotRecognizeSelector,以抛出异常。

    demo地址:https://github.com/huanglonghui/MessageForwardingTest

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      网友评论

      • Fiona_L:你好,请问一下第一个图片那本书 是什么书啊?
        沧州宁少:Effective Objective-C 2.0
      • Stroman:请问forwardingTargetForSelector和forwardInvocation的区别在哪里,从你的文章来看,二者的作用是一样的。请解释一下。
        沧州宁少:我的理解是第二步直接 返回一个可以相应那个SEL的对象。而进行完整消息转发,那个Invocation对象更灵活,比如可以增加方法调用的参数等。当然第三步返回的那个方法签名是为了实例化这个invocation对象
      • xuq:我引入代码只会显示一行,求高手指导
      • dibadalu:好文,终于弄明白了消息发送、消息转发和方法调用之间的关系了。
      • 6f089276331d:消息转发过程那些方法是自己写的吗?
        黄龙辉:@externIE 那些方法都是定义在NSObject中。我在子类中覆写了那些方法。

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