Objective-C Runtime 学习笔记之消息转发

在Objective-C中,消息直到运行时才绑定到方法实现上。编译器将消息表达式[receiver message]转化为一个消息函数的调用,对象调用方法也叫做发送消息,即objc_msgSend。例如:

[receiver oneMethod]; //receiver调用oneMethod方法

Runtime会将其转成类似这样的代码

objc_msgSend(receiver, selector) //无参数
objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, ...) //带参数

objc_msgSend

  • objc_msgSend有两个隐藏参数:消息接收对象和方法的selector;这两个参数为方法的实现提供了调用者的信息。之所以说是隐藏的,是因为它们在定义方法的源代码中没有声明。它们是在编译期被插入实现代码的。比如下面的自定义的函数中,self以及—_cmd就是指的这两个参数。 void sayHelloFunction(id self,SEL _cmd,id text);

Runtime会根据类型自动转换成下列某一个函数:

  • bjc_msgSend:普通的消息都会通过该函数发送
  • objc_msgSend_stret:消息中有数据结构作为返回值(不是简单值)时,通过此函数发送和接收返回值
  • objc_msgSendSuper:和objc_msgSend类似,这里把消息发送给父类的实例
  • objc_msgSendSuper_stret:和objc_msgSend_stret类似,这里把消息发送给父类的实例并接收返回值

那么,方法调用流程或者说消息传递具体是一个怎么样的流程呢?

基本消息传递

基本消息传递流程
基本消息传递流程

objc_msgSend函数的调用过程:

  • 检测这个selector是不是要忽略的,然后检测这个target是不是nil对象。nil对象发送任何一个消息都会被忽略掉,所以给nil发送消息(调用方法)是不会有问题的。
  • 调用实例方法时,它会首先在自身isa指针指向的类(class)methodLists中查找该方法,如果找不到则会通过class的super_class指针找到父类的类对象结构体,然后从methodLists中查找该方法,如果仍然找不到,则继续通过super_class向上一级父类结构体中查找,直至根class;
  • 调用类方法时,它会首先通过自己的isa指针找到metaclass,并从其中methodLists中查找该类方法,如果找不到则会通过metaclass的super_class指针找到父类的metaclass对象结构体,然后从methodLists中查找该方法,如果仍然找不到,则继续通过super_class向上一级父类结构体中查找,直至根metaclass;
  • 为了加速消息的处理,运行时系统缓存使用过的selector及对应的方法的地址。在我们每次调用过一个方法后,这个方法就会被缓存到cache列表中,下次调用的时候runtime就会优先去cache中查找,如果cache没有,才去methodLists中查找方法。这样,对于那些经常用到的方法的调用,但提高了调用的效率。

正常的消息传递过程到这就结束了,如果一直向上查找到跟类仍然找不到,则进入消息转发了。

消息转发(message forwarding)

当一个对象无法接收某一消息时,就会启动所谓”消息转发(message forwarding)“机制,通过这一机制,我们可以告诉对象如何处理未知的消息。默认情况下,对象接收到未知的消息,会导致程序崩溃,通过控制台,我们可以看到以下异常信息:
-[receiver oneMethod]: unrecognized selector sent to instance 0x100111940
*** Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: '-[receiver oneMethod]: unrecognized selector sent to instance 0x100111940'
这段异常信息实际上是由NSObject的”doesNotRecognizeSelector”方法抛出的。不过,我们可以采取一些措施,让我们的程序执行特定的逻辑,而避免程序的崩溃。
消息转发机制基本上分为三个步骤:

  • 动态方法解析
  • 备用接收者
  • 完整转发


    消息转发流程

动态方法解析

对象在接收到未知的消息时,首先会调用所属类的类方法+resolveInstanceMethod:(实例方法)或者+resolveClassMethod:(类方法)。在这个方法中,我们有机会为该未知消息新增一个”处理方法”“。不过使用该方法的前提是我们已经实现了该”处理方法”,只需要在运行时通过class_addMethod函数动态添加到类里面就可以了。

<pre>
//实现方法
void functionForMethod1(id self,SEL _cmd)
{
NSLog(@"resolveInstanceMethod");
}
//动态方法解析

  • (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
    {
    NSString *selectorString = NSStringFromSelector(sel);

    if ([selectorString isEqualToString:@"method1"]) {
    class_addMethod([self class], @selector(method1), (IMP)functionForMethod1, "@:");
    }

    return [super resolveInstanceMethod:sel];
    }
    void resolveInstanceMethod()
    {
    BTString *aString = [BTString new];
    [aString performSelector:@selector(method1)];
    }

运行的的结果:
2016-06-07 22:39:04.949 runtimeDemo[1215:53697] resolveInstanceMethod
</pre>

备用接收者

如果在上一步无法处理消息,则Runtime会继续调以下方法:-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector;如果一个对象实现了这个方法,并返回一个非nil的结果,则这个对象会作为消息的新接收者,且消息会被分发到这个对象。当然这个对象不能是self自身,否则就是出现无限循环。使用这个方法通常是在对象内部,可能还有其它对象能处理该消息,我们便可借这些对象来处理消息并返回,这样在对象外部看来,还是由该对象亲自处理了这一消息

<pre>
//在People类中实现method2方法
@implementation People

  • (void)method2
    {
    NSLog(@"forwardingTargetForSelector");
    }

//BTString中添加备用接收者
@implementation BTString

  • (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
    {
    NSString *selectorString = NSStringFromSelector(aSelector);

    if ([selectorString isEqualToString:@"method2"]) {
    return [[People alloc] init];
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
    }

//在BTString的实例对象中调用method2方法
void forwardingTargetForSelector()
{
BTString *aString = [BTString new];
[aString testForwardingTargetForSelector];
}

运行结果为:
2016-06-07 23:30:19.220 runtimeDemo[1499:69383] forwardingTargetForSelector**
</pre>

完整消息转发

如果在上一步还不能处理未知消息,则唯一能做的就是启用完整的消息转发机制了。
完整的消息转发流程在我的上一篇文章中已经阐述过了。
传送门:runtime中的消息转发

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