Runtime下的消息发送/转发

发送消息后:(eg.[instanceperformSelector:@selector(selname)])

1.

先一层一层寻找方法

Runtime在GitHub开源了一部分源码: objc4

objc-runtime-new.mm文件的 lookUpImpOrForward 方法中可以看到从子到父寻找的过程。 

如果找不到,进入第二步

2.

可以看到源码,这里调用了_class_resolveMethod方法

if(resolver  &&  !triedResolver) {

runtimeLock.unlockRead();

_class_resolveMethod(cls, sel, inst);

// Don't cache the result; we don't hold the lock so it may have

// changed already. Re-do the search from scratch instead.

triedResolver =YES;

gotoretry;

}

就是NSObject的这个方法:(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel

在这个方法中可以新加方法,

返回值:YESif the method was found and added to the receiver, otherwiseNO.

但是源码里并没有对返回值进行判断,就是说无论返回yes或者no,都会retry,并且只要addmethod成功就算返回NO也依然会调用。

还没找到就进入第三步:

3.

// If neither self nor its superclasses implement

// it, forward the message because self might know

// someone who does.  This is a "chained" forward...

if (! size) return [self forward: sel: args];

源码如上,这里应该是开始调用下面这个方法:

 (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,则这个被返回的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。当然,如果我们没有指定相应的对象来处理aSelector,则应该调用父类的实现来返回结果。

如果forward返回空,进入第四步:

4.

// Message self with the specified selector and arguments

return objc_msgSendv (self, sel, size, args);

应该是在objc_msgSendv方法中开始了下面的过程:

先调用

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector

获取了NSMethodSignature, 再调用下面的forwardInvocation,如果没有实现上述方法,NSObject的默认实现是unrecognized selector。

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation

在这个方法中使用anInvocation-invoke 结束消息;

如果没有ivnoke 依然unrecognized selector


下面我们详细讨论一下这四个步骤。

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。如下代码所示:

void functionForMethod1(id self, SEL _cmd) {

NSLog(@"%@, %p", self, _cmd);

}

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {

NSString *selectorString = NSStringFromSelector(sel);

if([selectorString isEqualToString:@"method1"]) {

class_addMethod(self.class, @selector(method1), (IMP)functionForMethod1,"@:");

}

return [super resolveInstanceMethod:sel];

}

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。当然,如果我们没有指定相应的对象来处理aSelector,则应该调用父类的实现来返回结果。

使用这个方法通常是在对象内部,可能还有一系列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。如下代码所示:

@interface SUTRuntimeMethodHelper : NSObject

- (void)method2;

@end@implementation SUTRuntimeMethodHelper

- (void)method2 {

NSLog(@"%@, %p", self, _cmd);

}

@end

#pragma mark -

@interface SUTRuntimeMethod () {SUTRuntimeMethodHelper *_helper;}

@end

@implementation SUTRuntimeMethod

+ (instancetype)object {

return [[self alloc] init];

}

- (instancetype)init {

self = [super init];

if(self != nil) {

_helper = [[SUTRuntimeMethodHelper alloc] init];

}

return self;

}

- (void)test {

[self performSelector:@selector(method2)];

}

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {

NSLog(@"forwardingTargetForSelector");

NSString *selectorString = NSStringFromSelector(aSelector);

// 将消息转发给_helper来处理

if([selectorString isEqualToString:@"method2"]) {

return_helper;

}

return[superforwardingTargetForSelector:aSelector];

}

@end

这一步合适于我们只想将消息转发到另一个能处理该消息的对象上。但这一步无法对消息进行处理,如操作消息的参数和返回值。

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。此时会调用以下方法:

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation

运行时系统会在这一步给消息接收者最后一次机会将消息转发给其它对象。对象会创建一个表示消息的NSInvocation对象,把与尚未处理的消息 有关的全部细节都封装在anInvocation中,包括selector,目标(target)和参数。我们可以在forwardInvocation 方法中选择将消息转发给其它对象。

forwardInvocation:方法的实现有两个任务:

1. 定位可以响应封装在anInvocation中的消息的对象。这个对象不需要能处理所有未知消息。

2. 使用anInvocation作为参数,将消息发送到选中的对象。anInvocation将会保留调用结果,运行时系统会提取这一结果并将其发送到消息的原始发送者。

不过,在这个方法中我们可以实现一些更复杂的功能,我们可以对消息的内容进行修改,比如修改一个参数等,然后再去触发消息。另外,若发现某个消息不应由本类处理,则应调用父类的同名方法,以便继承体系中的每个类都有机会处理此调用请求。

还有一个很重要的问题,我们必须重写以下方法:

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector

消息转发机制使用从这个方法中获取的信息来创建NSInvocation对象。因此我们必须重写这个方法,为给定的selector提供一个合适的方法签名。

完整的示例如下所示:

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {

    NSMethodSignature *signature = [supermethodSignatureForSelector:aSelector]; 

    if(!signature) {

        if([SUTRuntimeMethodHelper instancesRespondToSelector:aSelector]) {

            signature = [SUTRuntimeMethodHelper instanceMethodSignatureForSelector:aSelector];

        }

  }

   returnsignature;

}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {

    if([SUTRuntimeMethodHelper instancesRespondToSelector:anInvocation.selector]) {

        [anInvocation invokeWithTarget:_helper];

    }

}

NSObject的forwardInvocation:方法实现只是简单调用了doesNotRecognizeSelector:方法,它不会转发任何消息。这样,如果不在以上所述的三个步骤中处理未知消息,则会引发一个异常。

从某种意义上来讲,forwardInvocation:就像一个未知消息的分发中心,将这些未知的消息转发给其它对象。或者也可以像一个运输站一样将所有未知消息都发送给同一个接收对象。这取决于具体的实现。

消息转发与多重继承

回过头来看第二和第三步,通过这两个方法我们可以允许一个对象与其它对象建立关系,以处理某些未知消息,而表面上看仍然是该对象在处理消息。通过这 种关系,我们可以模拟“多重继承”的某些特性,让对象可以“继承”其它对象的特性来处理一些事情。不过,这两者间有一个重要的区别:多重继承将不同的功能 集成到一个对象中,它会让对象变得过大,涉及的东西过多;而消息转发将功能分解到独立的小的对象中,并通过某种方式将这些对象连接起来,并做相应的消息转 发。

不过消息转发虽然类似于继承,但NSObject的一些方法还是能区分两者。如respondsToSelector:和isKindOfClass:只能用于继承体系,而不能用于转发链。便如果我们想让这种消息转发看起来像是继承,则可以重写这些方法,如以下代码所示:

- (BOOL)respondsToSelector:(SEL)aSelector   {

if( [superrespondsToSelector:aSelector] )

returnYES;

else{

/* 

Here, test whether the aSelector message can be forwarded to another object and whether that object can respond to it. Return YES if it can.

*/

}

returnNO;

}


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