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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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