iOS：消息机制浅析

说明	时间
首次发布	2017年08月09日
最近更新	2019年05月04日

消息机制可以认为是objc_msgSend的执行流程，包括消息发送、动态方法解析和消息转发。

一、消息发送

消息发送

---

二、动态方法解析

• 检查是否曾经有动态解析
  • 有：消息转发
  • 没有：调用 + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel 或 + (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel 来动态解析，并将标记置为YES。

注意：在动态解析后，会重新回到 消息发送 的流程。

示例：

//MZPerson.h
#import 

@interface MZPerson : NSObject

- (void)sayHello;
- (void)sayWorld;

+ (void)unimplementationClassMethod;

@end


//MZPerson.m
#import "MZPerson.h"
#import 

@implementation MZPerson

/**
 动态添加方法之成员方法
 */
- (void)addByMethod {
    NSLog(@"%@--%s--%s", self, sel_getName(_cmd), __func__);
}

void addByFunction(id self, SEL _cmd) {
    NSLog(@"%@--%s--%s", self, sel_getName(_cmd), __func__);
}

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    
    //通过C函数实现
    if (sel == @selector(sayHello)) {
        //types:类型编码, v表示void, @表示id或NSObject*, :表示SEL. 这些都可以用@encode()查看
        class_addMethod(self, sel, (IMP)addByFunction, "v@:");
        
        //return YES/NO都是无所谓的,只是方便底层打印而已.但最好还是按规范来,YES表示添加了方法到接受者
        return YES;
    }
    
    //通过OC方法实现
    if (sel == @selector(sayWorld)) {
        Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(addByMethod));
        class_addMethod(self, sel, method_getImplementation(method), method_getTypeEncoding(method));
        return YES;
    }
    
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel {
    //通过C函数实现
    if (sel == @selector(unimplementationClassMethod)) {
        //需要特别注意的是,类方法存放在元类里,所以这里要把方法添加到object_getClass(self)
        class_addMethod(object_getClass(self), sel, (IMP)addByFunction, "v@:");
        return YES;
    }
    return [super resolveClassMethod:sel];
}

@end

---

三、消息转发

消息转发分为两个阶段：
第一阶段：- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector；
第二阶段：- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector 和 - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation；

当阶段一没有实现，或者返回nil的时候，则进行阶段二；如果消息转发处理的是成员方法，那么三个阶段都使用成员方法，否则就使用类方法。如代码里所示。

消息转发图示

//消息转发第一阶段
//底层是通过`id cls = object_getClass(receiver);`拿到receiver
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(sayHello)) {
//        //sayHello是对象方法,则返回的必须是一个对象,并且该对象中有成员方法sayHello
//        //返回nil,则直接进入消息转发的第二个阶段
        return [GoodGuy new];
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}


//消息转发第二阶段（该部分是针对成员方法）
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {

    if (aSelector == @selector(sayHello)) {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:@q"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {

    //可以用anInvocation里的selector; 也可以自己直接指定一个方法
    anInvocation.selector = @selector(offerHelp:age:);

    NSString *name = @"小红";
    NSInteger age = 18;

    //每一个方法会默认隐藏两个参数:self、_cmd,所以自定义参数要从下标2开始
    [anInvocation setArgument:&name atIndex:2];
    [anInvocation setArgument:&age atIndex:3];

    GoodGuy *goodguy = [GoodGuy new];
    //做个判断,保证指定的receiver会响应该selector
    if ([goodguy respondsToSelector:anInvocation.selector]) {
        [anInvocation invokeWithTarget:goodguy];
    }
}

//以下是针对于类方法的消息转发（区别只是将这两个方法换成`+`即可）
//消息转发第一阶段
+ (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(unimplementationClassMethod)) {
        
        //返回nil,则直接进入消息转发的第二个阶段
        //消息转发类方法，这里需要传入一个类对象
        return [GoodGuy class];
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

+ (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {

    if (aSelector == @selector(unimplementationClassMethod)) {
        //如果需要传参，则ObjCTypes一定要写写清，不然在传参时会报越界
        //如果需要进行消息转发给一个`无参无返回值`的方法，无论被转发的selector是什么类型的，通通可以用@"v@:"来表示
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:@q"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

+ (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {

    //可以用anInvocation里的selector; 也可以自己直接指定一个方法
    anInvocation.selector = @selector(offerHelp:age:);

    NSString *name = @"小红";
    NSInteger age = 18;

    //每一个方法会默认隐藏两个参数:self、_cmd,所以自定义参数要从下标2开始
    [anInvocation setArgument:&name atIndex:2];
    [anInvocation setArgument:&age atIndex:3];

    GoodGuy *goodguy = [GoodGuy new];
    //做个判断,保证指定的receiver会响应该selector
    if ([goodguy respondsToSelector:anInvocation.selector]) {
        [anInvocation invokeWithTarget:goodguy];
    }
}

---

拓展

消息转发还可以用于降低 unrecognized selector 的崩溃率。

示例：

#import 

@interface MZPerson : NSObject

- (void)printPerson:(NSString *)name age:(NSInteger)age;

@end

@implementation MZPerson

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    // 能响应的直接走原先的逻辑
    if ([self respondsToSelector:aSelector]) {
        return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
    }
    
    // 找不到的方法
    return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
}

// 找不到的方法，都会来到这里
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    NSLog(@"找不到%@方法", NSStringFromSelector(anInvocation.selector));
}

@end


int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        MZPerson *person = [[MZPerson alloc] init];
        //MZPerson里并没有实现`printPerson:age:`的方法
        [person printPerson:@"LynnZhang" age:12];
    }
    return 0;
}