iOS日記3-方法調(diào)用、調(diào)配和消息轉(zhuǎn)發(fā)機制

一:知識

1.C語言的函數(shù)調(diào)用方式
靜態(tài)綁定:編譯期決定運行時所應(yīng)調(diào)用的函數(shù)
2.OC的函數(shù)調(diào)用方式
動態(tài)綁定:底層,所有的方法都是普通的C函數(shù),然而對象收到消息后,最后調(diào)用什么方法取決于運行期,甚至可以在程序運行時改變。

id returnValue = [someObject messageName:parameter];

someObject:接收者
messageName:選擇子
把“messageName:parameter”稱為“消息”
以上消息經(jīng)過編譯后,轉(zhuǎn)化為如下方法:

void objc_msgSend(id self, SEL cmd, ...)

默認的前兩個參數(shù)是self和cmd,這是所有“消息”都一樣的。其中,_cmd表示當前調(diào)用方法。

PS:關(guān)于方法調(diào)用有一個有趣的例子:

 @implementation Son : Father
- (id)init
{
    self = [super init];
    if (self)
    {
        NSLog(@"%@", NSStringFromClass([self class]));
        NSLog(@"%@", NSStringFromClass([super class]));
    }
return self;
}
@end

第一個輸出Son,第二個,也是Son。為什么?
在調(diào)用[super class]的時候,runtime會去調(diào)用objc_msgSendSuper方法,而不是objc_msgSend:

OBJC_EXPORT void objc_msgSendSuper(void /* struct objc_super *super, SEL op, ... */ )

/// Specifies the superclass of an instance. 
struct objc_super {
    /// Specifies an instance of a class.
    __unsafe_unretained id receiver;

    /// Specifies the particular superclass of the instance to message. 
#if !defined(__cplusplus)  &&  !__OBJC2__
    /* For compatibility with old objc-runtime.h header */
    __unsafe_unretained Class class;
#else
    __unsafe_unretained Class super_class;
#endif
    /* super_class is the first class to search */
};

在objc_msgSendSuper方法中,第一個參數(shù)是一個objc_super的結(jié)構(gòu)體,這個結(jié)構(gòu)體里面有兩個變量,一個是接收消息的receiver,一個是 當前類的父類super_class。
objc_msgSendSuper的工作原理應(yīng)該是這樣的:從objc_super結(jié)構(gòu)體指向的superClass父類的方法列表開始查找selector,找到后以objc->receiver去調(diào)用這個selector。注意,最后的調(diào)用者是objc->receiver,而不是super_class!
那么objc_msgSendSuper最后就轉(zhuǎn)變成:

objc_msgSend(objc_super->receiver, @selector(class))

二:原理:

objc_msgSend在接收者所屬的類中搜索其“方法列表”,一直沿著繼承體向上查找:

  • 如果發(fā)送的消息在接收者中找到實現(xiàn)代碼,則會執(zhí)行該方法。
    • 什么是方法列表?這是一個hash map,選擇子的名稱是map的key,value為方法實現(xiàn)的內(nèi)存地址
    • 每個類都有一塊緩存(快速映射表),第一次找到實現(xiàn)后,會在緩存中保存一份,以后執(zhí)行就快了。這么做速度上還是趕不上靜態(tài)綁定的函數(shù)調(diào)用操作,但是對應(yīng)用程序的性能基本不會造成影響。實在不行,還可以寫成C函數(shù),并把Object-C對象的狀態(tài)傳遞進去。
    • 尾調(diào)用優(yōu)化:節(jié)省內(nèi)存,避免棧溢出
  • 如果發(fā)送的消息在接收者中找不到實現(xiàn)代碼,則會調(diào)用_obj_msgForward,開始轉(zhuǎn)發(fā)消息。
    • 1.動態(tài)方法解析:征詢接收者所屬的類,看能否動態(tài)添加方法處理當前的“未知選擇子”。

    + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)selector;
    + (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)selector;

使用這種辦法的前提是:相關(guān)方法的實現(xiàn)代碼已經(jīng)寫好了,只等著運行的時候動態(tài)插在類里面。例如,@dynamic屬性的實現(xiàn)。

  • 2.備用接收者:如果找到援備對象,則將該對象返回,用于處理消息。這就像用“組合”模擬了“多重繼承”的某些特性一樣:在一個對象內(nèi)部,可能還有一系列其他對象,該對象可經(jīng)由此方法將能夠處理某選擇子的相關(guān)內(nèi)部對象返回。這樣,在外界看來,好像是該對象親自處理了這些消息。簡單的說,就是A中包含了B,我們調(diào)用A的某一方法,而該方法A并沒有實現(xiàn),B實現(xiàn)了;我們通過備用接收者的方法,可以將該方法調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)給B,并執(zhí)行。看起來A成功執(zhí)行了方法,其實是內(nèi)部的B完成的。

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)selector;

  • 3.完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)機制:創(chuàng)建NSInvocation對象,“消息派發(fā)系統(tǒng)”把“未處理的消息”的全部細節(jié)都封裝于NSInvocation對象中

    - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation;

直接使用這個方法,只需要改變消息調(diào)用的目標,使消息在新的目標上得以調(diào)用即可。但是這樣實現(xiàn)與“備援接收者”方案等效,很少有人這么做。這一步比較實用的方式為:觸發(fā)消息前,先以某種方式改變消息內(nèi)容(如追加參數(shù),改換選擇子等)。

最后簡單提一下“方法調(diào)配”。
類的方法列表會把選擇子的名稱映射到相關(guān)的方法實現(xiàn)上,這些方法均已函數(shù)指針的形式來表示,叫做IMP,原型如下:

id (* IMP)(id, SEL, ...)

OC的運行時系統(tǒng)提供了方法能夠操作這張表,也就允許了開發(fā)人員在程序運行時“動態(tài)的修改”某些方法的實現(xiàn)。這些方法主要包括了:

void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2);
Method class_getInstanceMethod(Class aClass, SEL aSelector);
Method class_getClassMethod(Class aClass, SEL aSelector);

具體的使用方式,相關(guān)的資料很多,就不展開了。切勿濫用!

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