Runtime之消息转发

概要

runtime是Objective-C的动态机制。runtime执行的是编译后的代码，这时它可以动态加载对象、添加方法、修改属性、传递消息等，具体过程是：Objective-C中，对象调用方法时，如[self.tableView reloadData];，经历了两个阶段：编译阶段，运行阶段

• 编译阶段
  编译器会把[self.tableView reloadData];这行代码翻译成objc_msgSend(self.tableView, @selector(reloadData))， 把消息发送给self.tableView
• 运行阶段
  接收者self.tableView会响应这个消息，期间可能会直接执行、转发消息，也可能会找不到方法导致程序崩溃

objc_msgSend函数会依据接收者与选择子的类型来调用适当的方法。该方法需要在接收者所属的类中搜寻其“方法列表”，如果能找到与选择子名称相符的方法，就跳至其实现代码。若是找不到，那就沿着继承体系继续向上查找，等找到合适的方法之后再跳转。如果最终还是找不到相符的方法，那就执行“消息转发”（message forwarding）机制，程序员可经由此过程告诉对象应该如何处理未知消息。

消息转发机制概要

消息转发分为两大阶段：

1. 动态方法解析（dynamic method resolution）:
2. 完整的消息转发机制（full forwarding mechanism）:

动态方法解析

对象在收到无法解读的消息后，首先将调用其所属类的下列类方法：

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)selector

该方法表示这个类是否能新增一个实例方法用以处理此选择子。在继续往下执行转发机制之前，本类有机会新增一个处理此选择子的方法。若尚未实现的方法是类方法，则runtime会调用另一个方法：resolveClassMethod:

使用这种方法的前提是：相关的实现代码已经写好，只等着运行的时候动态插在类里面就可以了。此方案常用来实现@dynamic属性。

• 使用resolveInstanceMethod:来实现@dynamic属性：

  id autoDictionaryGetter(id self, SEL _cmd);
  void autoDictionarySetter(id self, SEL _cmd, id value);
  
  + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
      NSString *selectorString = NSStringFromSelector(sel);//首先将selector转换为字符串，然后检查其是否表示设置方法
      if (/* selector is from a @dynamic property*/) {
          if ([selectorString hasPrefix:@"set"]) {
              class_addMethod(self, sel, (IMP)autoDictionaryGetter, "v@:@");
          } else {
              class_addMethod(self, sel, (IMP)autoDictionaryGetter, "@@:");
          }
          return YES;
      }
      return [super resolveInstanceMethod:sel];
  }
  

• 备援接收者
  当前接收者还有第二次机会处理未知的选择子，在这一步中，运行期系统会问它：能不能把这条消息转给其他接收者来处理。对应的处理方法如下：

  -  (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)selector

方法参数代表未知的选择子，若当前接收者能找到备援对象，则将其返回，若找不到，就返回nil。在一个对象内部，可能还有一系列其他对象，该对象可经由此方法将能够处理某选择子的相关内部对象返回，这样的话，在外界看来，好像是该对象亲自处理了这些消息似的。

完整的消息转发

如果转发算法已经来到这一步的话，唯一能做的就是启用完整的消息转发机制。

首先创建NSInvocation对象，把尚未处理的那条消息相关的全部细节都封装于其中。此对象包含选择子、目标（target）以及参数。在触发NSInvocation对象时，“消息派发系统”亲自出马，把消息指派给目标对象。此步骤会调用下列方法来转发消息：

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)incocation

这个方法可以实现得很简单：只需要改变调用目标，使消息在新目标上得以调用即可。然而这样实现出来的方法与“备援接收者”方案所实现的方法等效，所以很少有人采用这么简单的实现方式。比较有用的实现方式：在触发消息之前，先以某种方式改变消息内容，比如追加另外一个参数，或是改换选择子等。

消息转发全流程

图1为消息转发机制处理消息的各个步骤：

图1：消息转发

参考

Effective Objective-c 2.0编写高质量iOS与OS X代码的52个有效方法第12条