iOS 消息转发机制

对于OC而言,我们调用一个方法,如

[self foo:@"haha"]

那么foo是怎么执行的呢?
首先要知道OC的类对象实际上是一个结构体

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;

在这里可以看到两行关键的代码:

struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists  
struct objc_cache * _Nonnull cache

这里不提类方法,只说实例方法(类方法不存在这里,存在元类里边)

第一个存放的是所有实例方法,第二个是常用方法的缓存,缓存的目的是为了提升查找消息的效率

当我们执行 foo 的时候,系统首先会找到他的类对象,也就是这个结构体,然后通过 objc_cache 列表查找是否有这个方法,有就执行,没有再去查找 objc_method_list 列表,有就执行,没有再去查找父类的,以此类推,直到找到方法去执行。


那么如果通过查找机制没有找到想要执行的方法呢?这就涉及到了消息转发机制


消息转发机制

消息转发机制分类三种情况

  • 动态方法解析
  • 快速消息转发
  • 完全消息转发(标准消息转发,发现叫啥的都有,名字无所谓了)

首先调用

[self performSelector:@selector(foo:) withObject:@"haha"];

为什么不用 [self foo:@"haha"] 了,因为如果我们使用这种调用方式,并且没有实现 foo 方法,编译器就会直接报错,我们就没法继续往下进行试验了。

一、动态方法解析

动态方法解析主要是两个方法

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);

从名称上可以看出,第一个是针对类方法的,第二个是实例方法,因为本次研究实例方法,所以不对第一个进行试验

首先我们 实现 foo: 方法,然后实现第一个方法

-(void)foo:(NSString *)charType{
    NSLog(@"foo == %@",charType);
}

+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    NSLog(@"resolveInstanceMethod");
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

发现 foo: 执行了,而 resolveInstanceMethod 未执行

接着注释 foo: 方法 ,然后执行,发现 resolveInstanceMethod 执行了
然后我们修改下代码

//-(void)foo:(NSString *)charType{
//
//    NSLog(@"foo == %@",charType);
//}

+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    NSLog(@"resolveInstanceMethod");
    if (sel == NSSelectorFromString(@"foo:")) {
        class_addMethod([self class], sel, class_getMethodImplementation([self class], @selector(fooMethod:)), "v:8");
        return NO;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

-(void)fooMethod:(NSString *)charType{
    NSLog(@"fooMethod == %@",charType);
}

通过 runtimeclass_addMethod 方法,动态的添加一个实例方法 fooMethod: 然后发现 fooMethod: 执行了。

结果表明:如果 foo 方法实现,不会进行动态方法解析,方法未实现,会通过 resolveInstanceMethod 进行消息转发,而我们通过这一点,可以对消息进行拦截,再执行我们自己想要执行的方法


二、快速消息转发

-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector;

修改代码

//这里也可以直接注释掉
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
    NSLog(@"forwardingTargetForSelector");
    return nil;//[BSMsgSendForwardingTemp alloc];
}

这里的 resolveInstanceMethod 也可以不写
打印结果表明,无论resolveInstanceMethod return YES 还是 return NO 只要没有找到方法,就会进入到快速消息转发,而如果在 resolveInstanceMethod 通过一些手段如 class_addMethod 进行消息拦截转发,就不会进入到快速消息转发方法里

再次修改代码

-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
    NSLog(@"forwardingTargetForSelector");
    return [BSMsgSendForwardingTemp alloc];
}

这里 returnBSMsgSendForwardingTemp ,然后在 BSMsgSendForwardingTemp 实现 foo: 方法

@implementation BSMsgSendForwardingTemp
-(void)foo:(NSString *)charType{   
    NSLog(@"BSMsgSendForwardingTemp foo == %@",charType);   
}
@end

发现 -(void)foo:(NSString *)charType执行了

结果表明:无论 resolveInstanceMethod return YES or NO ,只要方法没有找到目标,就会进入快速消息转发。进入快速消息转发后,可以通过 forwardingTargetForSelector 来指定某一个对象去执行相应的方法。


三、完全消息转发

-(NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
    NSLog(@"methodSignatureForSelector");
    
    if (aSelector == @selector(foo:)) {
        return  [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:@"];
    }
    
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}


-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
    NSLog(@"forwardInvocation");
    
    SEL sel = anInvocation.selector;
    
    BSMsgSendForwardingTemp *temp = [[BSMsgSendForwardingTemp alloc]init];

    if ([temp respondsToSelector:sel]) {
        [anInvocation invokeWithTarget:temp];
    }
}

methodSignatureForSelector 方法需要返回一个 方法选择器的 签名NSMethodSignature,然后会进入到 forwardInvocation ,通过此方法进行消息传递。


如果到这里依然没有找到要执行的方法,那么会执行 doesNotRecognizeSelector

-(void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector{
    NSLog(@"doesNotRecognizeSelector");
}


总结

从动态方法解析 到 快速消息转发 再到 完全消息转发这一过程中,如果在某一过程中,找到了需要执行的方法,就不会在向下执行。
对于 resolveInstanceMethod 方法返回的 BOOL 值,目前能确定的是,他跟调试信息有关,和是否向下进行无关,具体还有没有其他用途,暂不确定。



引申

+ (nullable NSMethodSignature *)signatureWithObjCTypes:(const char *)types; 

参数 ObjCTypes 是一个是字符串数组,该数组包含了方法的类型编码
官方文档 Type Encodings
如上边例子 [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:@"]

  • v
    • 官方文档: A void
    • 理解:返回类型为void
  • 第一个@
    • 官方文档: An object (whether statically typed or typed id)
    • 理解:id类型的方法调用者(id类型的消息接受者)
  • :
    • 官方文档: A method selector (SEL)
    • 理解:调用的SEL
  • 第二个@ = An object (whether statically typed or typed id)
    • 官方文档: An object (whether statically typed or typed id)
    • 理解:id类型参数
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