NSObejct 消息转发

1 知识准备

1.1 NSMethodSignature

NSMethodSignature-方法签名类
方法签名中保存了方法的名称/参数名称/参数个数/返回值类型，协同NSInvocation来进行消息的转发
方法签名一般是用来设置参数和获取返回值的, 和方法的调用没有太大的关系
根据方法来初始化NSMethodSignature
NSMethodSignature *signature = [ViewController instanceMethodSignatureForSelector:@selector(XXX:)];

@interface NSMethodSignature : NSObject {
@private
    void *_private;
    void *_reserved[6];
}

+ (nullable NSMethodSignature *)signatureWithObjCTypes:(const char *)types;

@property (readonly) NSUInteger numberOfArguments;
- (const char *)getArgumentTypeAtIndex:(NSUInteger)idx NS_RETURNS_INNER_POINTER;

@property (readonly) NSUInteger frameLength;

- (BOOL)isOneway;

@property (readonly) const char *methodReturnType NS_RETURNS_INNER_POINTER;
@property (readonly) NSUInteger methodReturnLength;

@end

---

1.2 NSInvoation

NSInvocation-根据NSMethodSignature生成，保存了方法所属的对象/方法名称/参数/返回值。
其实NSInvocation就是将一个方法变成一个对象。设置NSInvocation的target、SEL、arguments，最后可用invoke执行该方法。
可用getReturnValue获取函数执行后的返回值。

+ (NSInvocation *)invocationWithMethodSignature:(NSMethodSignature *)sig;

@property (readonly, retain) NSMethodSignature *methodSignature;

- (void)retainArguments;
@property (readonly) BOOL argumentsRetained;

@property (nullable, assign) id target;
@property SEL selector;

- (void)getReturnValue:(void *)retLoc;
- (void)setReturnValue:(void *)retLoc;

- (void)getArgument:(void *)argumentLocation atIndex:(NSInteger)idx;
- (void)setArgument:(void *)argumentLocation atIndex:(NSInteger)idx;

- (void)invoke;
- (void)invokeWithTarget:(id)target;

---

NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:signature];
//设置方法调用者
invocation.target = self;
invocation.selector = @selector(XXX:); NSString *way = @"hh";
//这里的Index要从2开始，以为0跟1已经被占据了，分别是self（target）,selector(_cmd)
[invocation setArgument:&way atIndex:2];
//3、调用invoke方法
[invocation invoke];

1.3 self 、object_getClass、 [self class]的概念

• 当 self 为实例对象时，[self class] 与 object_getClass(self) 等价，因为前者会调用后者。他们的返回值是类对象。object_getClass([self class]) 得到元类.
• 当 self 为类对象时，[self class] 返回值为自身，还是 self。object_getClass(self) 与 object_getClass([self class]) 等价，都是得到元类。

-(id)class
{
    return (id)isa; 
}

+ (id)class
{
    return self;
}

Class object_getClass(id obj)
{
    if (obj) return obj->getIsa();
    else return Nil;
}

2 消息转发

Runtime 系统在Cache和方法分发表中（包括超类）找不到要执行的方法时，我们可以下述三种方式把消息转发到其他对象，或者用本对象的其他方法替换。
基于这种原理可以实现一个doesNotRecognizeSelector的集中处理器，避免crash。

2.1 动态方法解析

动态方法解析会在消息转发机制浸入前执行。通过重写resolveInstanceMethod:或resolveClassMethod:方法来实现。

@interface NSStudent : NSObject

+ (void)learnClass:(NSString *) string;
- (void)goToSchool:(NSString *) name;

@end

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel {
    if (sel == @selector(learnClass:)) {
        class_addMethod(object_getClass([NSTeacher class]), sel, class_getMethodImplementation(object_getClass([NSTeacher class]), @selector(teacherCourse:)), "v@:");
        return YES;
    }
    return [class_getSuperclass(self) resolveClassMethod:sel];
}

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
    if (aSEL == @selector(goToSchool:)) {
        class_addMethod([self class], aSEL, class_getMethodImplementation([self class], @selector(myInstanceMethod:)), "v@:");
        return YES;
    }
    
    return [super resolveInstanceMethod:aSEL];
}

定义一个NSStudent的类，申明了learnClass:和goToSchool:两个方法，但是没有提供实现。在.m文件中重写了resolveClassMethod和resolveInstanceMethod两个方法。在resolveClassMethod中给指定的SEL添加了IMP实现，这个可以是当前类也可以指定其他类，本例中指定的是当前类的myClassMethod:。如果 respondsToSelector: 或 instancesRespondToSelector:方法被执行，动态方法解析器将会被首先给予一个提供该方法选择器对应的IMP的机会。如果你想让该方法选择器被传送到转发机制，那么就让resolveInstanceMethod:返回NO。

2.2 重定向

在消息转发机制执行前，Runtime 系统会再给我们一次偷梁换柱的机会，即通过重载
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector或者
+ (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector方法替换消息的接受者为其他对象。

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
    [self class];
    
    if(aSelector == @selector(goToSchool:)){
        return self;
        return [[NSTeacher alloc] init];
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

通过这种方式只能返回了去执行同名方法的类对象，所以这种方式的局限在于，接受者对象也应该有一个同名并且参数相同的方法，即SEL一致。

2.3 转发

如果一个selecter在2.1和2.2步骤都没找到对应的IMP，则进入-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation方法。

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
    NSInvocation *methodInvocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:anInvocation.methodSignature];
    [methodInvocation setSelector:anInvocation.selector];
    if ([NSTeacher instancesRespondToSelector:anInvocation.selector]) {
        [methodInvocation invokeWithTarget:[[NSTeacher alloc] init]];
    }
}

但是当我们实现了forwardInvocation之后，发现还是会因为doesNotRecognizeSelector crash掉。这是为什么呢？原来在forwardInvocation:消息发送前，Runtime系统会向对象发送methodSignatureForSelector:消息，并取到返回的方法签名用于生成NSInvocation对象。所以我们在重写forwardInvocation:的同时也要重写methodSignatureForSelector:方法。

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    NSMethodSignature *signature = [super methodSignatureForSelector:aSelector];
    
    if (!signature) {
        if ([NSTeacher instancesRespondToSelector:aSelector]) {
            signature = [NSTeacher instanceMethodSignatureForSelector:aSelector];
        }
    }
    
    return signature;
}

• 当一个对象由于没有相应的方法实现而无法响应某消息时，运行时系统将通过forwardInvocation:消息通知该对象。
• 每个对象都从NSObject类中继承了forwardInvocation:方法。然而，NSObject中的方法实现只是简单地调用了doesNotRecognizeSelector:。通过实现我们自己的forwardInvocation:方法，我们可以在该方法实现中将消息转发给其它对象。
• forwardInvocation:方法就像一个不能识别的消息的分发中心，将这些消息转发给不同接收对象。或者它也可以象一个运输站将所有的消息都发送给同一个接收对象。它可以将一个消息翻译成另外一个消息，或者简单的”吃掉“某些消息，因此没有响应也没有错误。
• forwardInvocation:方法也可以对不同的消息提供同样的响应，这一切都取决于方法的具体实现。该方法所提供是将不同的对象链接到消息链的能力。

3 总结

从网上找了一张图可以准确描述上边所述。

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