OC消息轉發機制初探

一、大致原理,為什么可以有消息轉發機制?

先來初步的了解下消息發送
在Objective-C中,使用對象進行方法調用是一個消息發送的過程(Objective-C采用“動態綁定機制”,所以所要調用的方法直到運行期才能確定;而不是像c等其它語言是“靜態綁定機制”,在編譯的過程中,調用哪些方法就已經確定好了的,若沒有方法的實現就會報錯)。例如:
id returnValue = [someObject messageName:parameter];
其中,someObject是消息的“接收者”,
messageName為“選擇器”,“選擇器”與參數合起來叫做消息。
當編譯器看到消息后,會將其轉為一條標準的C語言函數調用objc_msgSend,其原型如下:
void objc_msgSend (id self, SEL cmd, ...)
這是一個參數可變的函數,第一個參數是接受者,第二個參數是選擇子,后續參數就是消息中的那些參數。
objc_msgSend會搜索接收者類中的“方法列表”(選擇子的名稱是查表時所用的“鍵”)。如果能找到與選擇子名稱相符的方法,就跳轉至其實現代碼,直接調用。
如果找不到,就沿著起繼承體系一級一級向上查找。直到NSObject,如果最終還是沒有找到相符的方法,那就執行“消息轉發”。

下面知識點后半部目前不是很理解,先記錄在這。

尾部調用優化:一般情況下,在方法內部調用用另外一個方法,就會把方法的內部變量、返回的地址等信息壓入棧中。以便另外一個方法調用結束后,能夠正確返回并處理。所以,如果A方法調用B方法,B方法調用C方法,C方法調用D方法??,就需要往棧中壓入許多信息。這樣就可能發生棧溢出的情況。
為了在一定程度上避免這種情況發生,當方法是在最后一步執行另外一個方法的調用時,編譯器會執行尾部調用優化。即不保留外層方法的信息(因為返回地址、內部變量等信息都不會再用到了),直接用內層方法的調用記錄,取代外層方法的調用記錄。


二、觸發條件?

對象收到無法解讀的消息時。例如:
我們實現一個 viewcontroller,其中并沒有一個成員方法名為『setText:』,當編寫這條語句時

[self setText:@"你好"];

由于 OC 是一門動態語言,在編譯期只是顯示一條 warning,而不是阻止運行的 error。如果忽略 warning 運行,程序會 crash,在控制臺會顯示類似下面我們常見的報錯信息。

unrecognized selector sent to instance 0x7f931a4180d0

crash過程具體如下:
objc_msgSend是如何依據消息的接受者和方法名找到對應的方法?(前面有說)
首先,需要在接收者所屬的類中的方法列表中去查找這個方法,找到了直接調用,沒找到則一級一級遍歷去基類的方法列表,直到NSObject,若果還沒找到,那么就觸發“消息轉發”機制。
如果消息轉發期間,我們沒做相應的處理,或者是處理錯誤,換句話說若直到NSObject,繼承體系中的其它類都無法處理這個消息轉發,就會由NSObject調用相應的方法,并在方法中調用doesNotRecognizeSelector,以拋出異常。


三、處理方式?

先來大概的看下消息轉發大致的流程:

圖片摘自網絡

當對象收到無法解讀的消息時,就會啟動“消息轉發”機制。開發者可以在此過程中,通過函數對象處理未知的消息。
上圖顯示了消息轉發的具體流程,接收者在每一步中均有機會處理消息。步驟越往后處理消息的代價越大。

  • 首先,會調用+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel。若方法返回YES,則表示可以處理該消息。在這個過程,可以動態地給消息增加方法。代碼如下圖所示(注意注釋):
#import "PersonModel.h"
#import "CompanyModel.h"
//動態運行時必須添加這個頭文件
#import <objc/runtime.h> 

@interface PersonModel()
@property(nonatomic, strong)CompanyModel *companyModel;
@end

@implementation PersonModel
//dynamic修飾的屬性,編譯器不會自動生成getter和setter,要程序員自己手動添加相應方法
//下面resolveInstanceMethod里面就動態添加setter和getter方法
@dynamic name;

- (id)init{
    self = [super init];
    if (self) {
        _companyModel = [[CompanyModel alloc] init];
    }
    return self;
}

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    NSString *selStr = NSStringFromSelector(sel);
    if ([selStr isEqualToString:@"name"]) {
        class_addMethod(self, sel, (IMP)nameGetter, "@@:");
        return YES;
    }
    if ([selStr isEqualToString:@"setName:"]) {
        class_addMethod(self, sel, (IMP)nameSetter, "v@:@");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
 }

void nameSetter(id self, SEL cmd, id value){
    NSString *fullName = value;
    NSArray *nameArray = [fullName componentsSeparatedByString:@" "];
    PersonModel *model = (PersonModel *)self;
    model.firstName = nameArray[0];
    model.lastName  = nameArray[1];
}

id nameGetter(id self, SEL cmd){ 
    PersonModel *model = (PersonModel *)self;
    NSMutableString *name = [[NSMutableString alloc] init];
    if (nil != model.firstName) {
        [name appendString:model.firstName];
        [name appendString:@" "];
    }
    if (nil != model.lastName) {
        [name appendString:model.lastName];
    }
    return name;
}
  • 若方法返回NO,則進行消息轉發的第二步,查找是否有其它的接收者。對應的處理函數是:- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector可以通過該函數返回一個可以處理該消息的對象。
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{  
    NSString *selStr = NSStringFromSelector(aSelector);
    if ([selStr isEqualToString:@"companyName"]) {
        return self.companyModel;
    }else{
        return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
    }
}
  • 若第二步返回nil,則進入消息轉發的第三步。調用- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation。這個方法實現得很簡單。只需要改變調用目標,使消息在新目標上得以調用即可。僅僅這樣處理,實現的效果與第二步的消息轉發是一致的(可能稍有點不同的是 它可以轉發給多個接收者)。所以比較實用的實現方式是:先以某種方式改變消息內容,比如追加另外一個參數,或者改換選擇子等。例如(注意注釋):
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{                          
    NSMethodSignature *sig = nil;
    NSString *selStr = NSStringFromSelector(aSelector);
    if ([selStr isEqualToString:@"deptName"]) {
        //此處返回的sig是方法forwardInvocation的參數anInvocation中的methodSignature
        sig = [self.companyModel methodSignatureForSelector:@selector(deptName:)];
    }else{
        sig = [super methodSignatureForSelector:aSelector];
    }
    return sig;
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
    NSString *selStr = NSStringFromSelector(anInvocation.selector);
    if ([selStr isEqualToString:@"deptName"]) {
        [anInvocation setTarget:self.companyModel];
        //添加一個參數
        [anInvocation setSelector:@selector(deptName:)];
        BOOL hasCompanyName = YES;
        //第0個和第1個參數是target和sel隱形參數,0,1,2,所以添加的參數index為2
        [anInvocation setArgument:&hasCompanyName atIndex:2];
        [anInvocation retainArguments];
        [anInvocation invoke];
    }else{
        [super forwardInvocation:anInvocation];
    }
}

感謝

以上內容大部分是參考以下鏈接,本人只是消化歸納在這,以便以后查閱,感謝!
http://www.lxweimin.com/p/01a19c64499c
http://www.lxweimin.com/p/fa29c920409d
iOS runtime forwardInvocation詳解及整理
runtime詳解

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