Runtime窥探 (三)| 消息转发

前言

其实,重要的不是地图,而是你的方向。所以,每条路都是一次冒险,每个地点都是一场奇遇。

蒲柳之质

消息转发机制

上回书说道消息发送中最后没有在类和父类/元类中找到方法时,程序会立即崩溃吗?答案肯定不会立即崩溃。所以才引出来这篇消息转发机制的文章,正常列表中找不到它会走到消息转发系统中......

新建类:

//--------------------- Person.h ----------------------
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Person : NSObject

- (void)eatWith:(NSString *)name;
- (void)happy;


//--------------------- Person.m ----------------------
#import "Person.h"
#import <objc/message.h>

@implementation Person


- (void)eatWith:(NSString *)name{
    NSLog(@"实例方法正在和%@吃饭。。。。",name);
}
- (void)happy{
    NSLog(@"实例方法正在happy。。。。");
}

我们调用:

Person *p = [Person new];
[p performSelector:@selector(sleepWith:) withObject:@"Dely"];

结果:

-[Person sleepWith:]: unrecognized selector sent to instance 0x604000031260

程序崩溃,报程序不认识这个方法,也就是找不到这个方法的实现。

为什么会崩溃?因为我们在消息发送时,在类中的methodList中没有找到这个方法列表。而消息转发机制就是处理找不到方法时的后续处理,为了更好的容错。

目的:用来处理消息的转发和调用,给对象和消息更多的机会来完成成功的调用,而不是直接crash

消息转发过程:

苹果消息转发官方文档

消息转发过程有三个阶段:

  • 1.动态方法解析
  • 2.快速消息转发
  • 3.完整方法转发

1.动态方法解析

当我们在消息发送中最后没有在类和父类/元类中找到方法时,首先会走到这个阶段。
以下方法都在NSObject中定义
对应的方法是

//方法是类方法时,会调用这个函数
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel;

//方法是实例方法,会调用这个函数
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel;

走到这个方法时可以利用class_addMethod给类添加方法提供了可能。

#pragma mark - --------1.动态方法解析--------

//c方法
void sleepWith(id self,SEL _cmd , NSString *name){
    NSLog(@"和%@一起睡觉",name);
}

//oc方法
- (void) sleepWith:(NSString *)name{
     NSLog(@"和%@一起睡觉",name);
}

//IMP imp 方法的实现,C方法的方法实现可以直接获得。
//如果是OC方法,可以用+ (IMP)instanceMethodForSelector:(SEL)aSelector;获得方法的实现。

//动态解析方法
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    if ([NSStringFromSelector(sel) isEqualToString:@"sleepWith:"]) {
        //        class_addMethod(self, sel, (IMP)happyWith, "v@:@");
        IMP imp = [self instanceMethodForSelector:NSSelectorFromString(@"happyWith:")];
        class_addMethod(self, sel, imp, "v@:@");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel{
    return [super resolveClassMethod:sel];
}

上面Person重写了```resolveInstanceMethod````方法

入参:selector就是未被处理的方法

我们在方法中匹配了未被处理的方法名,调用class_addMethod动态添加了一个方法,来实现缺少的方法,

class_addMethod中的参数const char *types就是我们上一篇讲解的type encodings。IMP就是方法的实现变量

函数返回值:匹配到我们缺少的函数就return YES;,匹配不到就返回父类return [super resolveInstanceMethod:sel];

无论返回值为YES还是NO,都会进入下一阶段的快速消息转发。

此时再调用

Person *p = [Person new];
[p performSelector:@selector(sleepWith:) withObject:@"Dely"];

结果发现不会崩溃了:

和Dely一起睡觉

2.快速消息转发

对应的方法是

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector;

这个阶段的方法运行时会询问能否把消息转给其他接收者处理,也就是此时系统给了个将这个 SEL 转给其他对象的机会。

#pragma mark - --------2.快速消息转发--------
//将消息转出给别的对象
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
    NSLog(@"_cmd = %@",NSStringFromSelector(aSelector));
    
    if (aSelector== @selector(uppercaseString)) {
        //转给字符串对象 
        return @"person";
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

函数返回值:函数返回消息转出的对象或者父类[super forwardingTargetForSelector:aSelector]

我们调用下面

//不会崩溃。 str = @"PERSON"
NSString *str =  [p performSelector:@selector(uppercaseString) withObject:nil];

注意:把消息转出给别的对象执行,是一对一的,也就是这个消息不能转给很多个对象来执行。

3.完整方法转发

当前面两个阶段都没有处理也可以在这个阶段来处理,
对应的方法是

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation;
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector;

这是消息转发的最后一个处理容错的机会。

  • methodSignatureForSelector 用于描述被转发的消息,系统会调用methodSignatureForSelector:方法,尝试获得一个方法签名。如果获取不到,则直接调用doesNotRecognizeSelector抛出异常。如果能获取,则返回非nil,然后创建一个 NSlnvocation 并传给forwardInvocation:

  • forwardInvocation 参数 anInvocation 中包含未处理消息的各种信息(selector\target\参数...)。在这个方法中,可以把 anInvocation 转发给多个对象,因为invokeWithTarget方法

#pragma mark - --------3.完整消息转发--------
//完整消息转发
-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
    if (anInvocation.selector == @selector(testMethod)){
        ViewController *vc1 = [[ViewController alloc] init];
        ViewController *vc2 = [[ViewController alloc] init];
        [anInvocation invokeWithTarget:vc1];
        [anInvocation invokeWithTarget:vc2];
    }
}

//获取方法签名
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    if(aSelector == @selector(testMethod)){
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    return nil;
} 

如果上述3个方法都没有来处理这个消息,就会进入 NSObject 的- (void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector;方法中,抛出异常.

整个消息转发的流程图如下:

消息转发

_objc_msgForward函数

//定义
_objc_msgForward(id _Nonnull receiver, SEL _Nonnull sel, ...) 

作用:用于消息转发的。直接调用_objc_msgForward是非常危险的事,用不好会直接导致程序Crash,但是使用得当效果还是很炫的。

调用_objc_msgForward,将跳过查找 cache、Methodlist、消息转发的第一个阶段(动态消息解析) 的过程,直接触发消息转发的第2、3阶段。就算类中有这个方法,他也会告诉你没有这个方法。而直接进行消息转发的2、3阶段处理。且用且珍惜

消息转发总结

消息发送时,在类和父类/元类中没有找到方法时,通过下面的3种消息转发机制来进行容错处理。

  • 1.调用resolveInstanceMethod给个机会动态添加方法的实现
  • 2.调用forwardingTargetForSelector让消息转发给别的对象来执行
  • 3.调用forwardInvocation和methodSignatureForSelector让消息转发给别的多个对象来执行。

如果都没有处理这个消息,系统会调用doesNotRecognizeSelector抛出异常。

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