關(guān)鍵詞：消息傳遞阱佛、消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制、方法調(diào)配纬朝、類對(duì)象
理解objc_msgSend的作用
C語(yǔ)言
靜態(tài)綁定（static binding）：在編譯期就能決定運(yùn)行時(shí)所應(yīng)調(diào)用的函數(shù)渐苏。
#import <stdio.h>
void printHello () {
printf("Hello, world!\n");
}
void printGoodbye () {
printf("Goodbye, world!\n");
}
void doTheThing (int type) {
if (type == 0) {
printHello();
} else {
printGoodbye();
}
}
如果不考慮“內(nèi)聯(lián)（inline）”掀潮，if和else語(yǔ)句中都有函數(shù)調(diào)用的指令。那么編譯器在編譯代碼的時(shí)候就已經(jīng)知道程序中有printHello和printGoodbye這兩個(gè)函數(shù)了琼富，于是會(huì)直接生成調(diào)用這些函數(shù)的指令仪吧。而函數(shù)地址實(shí)際上是硬編碼在指令之中的。
動(dòng)態(tài)綁定（dynamic binding）：要調(diào)用的函數(shù)在函數(shù)知道運(yùn)行期才能確定鞠眉。
void printHello () {
printf("Hello, world!\n");
}
void printGoodbye () {
printf("Goodbye, world!\n");
}
void doTheThing (int type) {
void (*fcn) ();
if (type == 0) {
fcn = printHello;
} else {
fcn = printGoodbye;
}
fcn ();
}
只有一個(gè)函數(shù)調(diào)用指令薯鼠，但待調(diào)用函數(shù)的無(wú)法硬編碼在指令之中，而是要在運(yùn)行期讀取出來(lái)械蹋。
(Only a single function call is made but at the cost of having to read the address of which function to call rather than being hardcoded.)
Objective-C
Objective-C是動(dòng)態(tài)語(yǔ)言出皇，在對(duì)象接收到消息之后，是在運(yùn)行期決定該調(diào)用哪個(gè)方法哗戈。
給對(duì)象發(fā)送消息可以這樣寫(xiě)：
id returnValue = [someObject messageName:parameter];
編譯器會(huì)將其轉(zhuǎn)換為一條標(biāo)準(zhǔn)的C語(yǔ)言函數(shù)調(diào)用郊艘，此函數(shù)是消息傳遞機(jī)制的核心函數(shù)，其原型（prototype）為：
void objc_msgSend(id self, SEL cmd, ...)
于是轉(zhuǎn)換結(jié)果為：
void objc_msgSend(someObject, @selector(messageName:), parameter);
為了完成此操作，該方法需在接受者所屬的類中搜尋其“方法列表”纱注，如果能找到與selector名稱相符的方法畏浆，就跳至其實(shí)現(xiàn)代碼。若找不到狞贱，就按繼承體系向上查找刻获。若最終還是找不到，執(zhí)行消息轉(zhuǎn)發(fā)（message forwarding）操作斥滤。
Objective-C對(duì)象的每個(gè)方法都可視為簡(jiǎn)單的C函數(shù)，其原型為：
<return_type> Class_selector(id self, SEL _cmd, ...)
每個(gè)類里都有一個(gè)表格勉盅，其中的指針都會(huì)指向這種函數(shù)佑颇，selector的名稱就是查找表格時(shí)所用的“鍵”。objc_msgSend等函數(shù)正是通過(guò)這張表格來(lái)尋找應(yīng)該執(zhí)行的方法并跳至其實(shí)現(xiàn)的草娜。
其他的相關(guān)函數(shù)：
-
objc_msgSend_stret——> 若待發(fā)送的消息要返回結(jié)構(gòu)體挑胸，交由此函數(shù)處理 -
objc_msgSend_fpret——> 若待發(fā)送的消息要返回浮點(diǎn)數(shù)，交由此函數(shù)處理 -
objc_msgSendSuper——> 若向父類發(fā)送消息（[super message:parameter]）宰闰，交由此函數(shù)處理
消息轉(zhuǎn)發(fā)（message forwarding）機(jī)制
當(dāng)對(duì)象在收到無(wú)法解讀的消息時(shí)茬贵，就會(huì)啟動(dòng)消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，程序員可經(jīng)由此過(guò)程告訴對(duì)象如何處理位置消息移袍。
-[__NSCFNumber lowercaseString]: unrecognized selector sent to instance 0xc27
*** Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: '-[__NSCFNumber lowercaseString]: unrecognized selector sent to instance 0xc27'
這段異常是由NSObject的doesNotRecognizerSelector:方法拋出的解藻，此異常表明：消息接收者的類型類型為_(kāi)_NSCFNumber，而該接受者無(wú)法理解名為lowercaseString的selector葡盗。在此時(shí)螟左，消息轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程以應(yīng)用程序崩潰而告終，不過(guò)觅够，開(kāi)發(fā)者在編寫(xiě)自己的類時(shí)胶背，可與轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中設(shè)置掛鉤，用以執(zhí)行預(yù)定的邏輯喘先，而不使應(yīng)用程序崩潰钳吟。
消息轉(zhuǎn)發(fā)分為兩大階段：
- 動(dòng)態(tài)方法解析（dynamic method resolution）：看接受者所屬的類能否動(dòng)態(tài)添加方法，已處理當(dāng)前這個(gè)未知的selector窘拯；
- 若無(wú)法添加红且，請(qǐng)接收者看看有沒(méi)有其他對(duì)象能處理這個(gè)消息，若有涤姊，runtime系統(tǒng)會(huì)把消息轉(zhuǎn)給這個(gè)對(duì)象直焙；若沒(méi)有，則啟動(dòng)完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制砂轻，runtime系統(tǒng)會(huì)把與消息有關(guān)的全部細(xì)節(jié)封裝到
NSInvocation對(duì)象中奔誓，再給接受者最后一次機(jī)會(huì)來(lái)處理。
動(dòng)態(tài)方法解析
對(duì)象在無(wú)法解析消息時(shí)，首先將調(diào)用其所屬類的下列方法：
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
若尚未實(shí)現(xiàn)的方法不是實(shí)例方法而是類方法厨喂，則會(huì)調(diào)用此方法：
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel
在自己寫(xiě)的類中重寫(xiě)此方法和措。
采用這種方法的前提是，相關(guān)方法的實(shí)現(xiàn)代碼已經(jīng)寫(xiě)好蜕煌，只等著運(yùn)行的時(shí)候動(dòng)態(tài)插在類里面派阱。此方案通常用來(lái)實(shí)現(xiàn)用@dynamic修飾的屬性。
舉例：
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
NSString *selectorStr = NSStringFromSelector(sel);
if ([selectorStr hasPrefix:@"set"]) {
class_addMethod(self,
sel,
(IMP)propertySetter,
"v@:@");
} else {
class_addMethod(self,
sel,
(IMP)propertyGetter,
"@@:");
}
return YES;
}
其中斜纪，關(guān)于BOOL class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)方法：
（要先#include <objc/runtime.h> 或 #include <objc/objc-runtime.h>）
BOOL class_addMethod(Class cls, —> 所添加方法的類
SEL name, —> 需要被添加的方法
IMP imp, -> 所對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方法的地址
const char *types -> 類型編碼
)
被添加的方法實(shí)現(xiàn)如下贫母，必須至少帶兩個(gè)參數(shù)：
idself，SEL_cmd盒刚，其中“id value”為被添加方法的參數(shù)
void propertySetter(idself, SEL_cmd, id value) {
CustomDictionary *typedSelf = (CustomDictionary *)self;
NSMutableDictionary *backingStore = typedSelf.backingStore;
NSString *selectorString = NSStringFromSelector(_cmd);
NSMutableString *key = [selectorString mutableCopy];
[key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(key.length - 1, 1)];
[key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(0, 3)];
NSString *lowercaseFirstChar = [[key substringToIndex:1] lowercaseString];
[key replaceCharactersInRange:NSMakeRange(0, 1) withString:lowercaseFirstChar];
if (value) {
[backingStore setObject:value forKey:key];
} else {
[backingStore removeObjectForKey:key];
}
}
id propertyGetter(id self, SEL _cmd) {
CustomDictionary *typedSelf = (CustomDictionary *)self;
NSMutableDictionary *backingStore = typedSelf.backingStore;
NSString *key = NSStringFromSelector(_cmd);
return [backingStore objectForKey:key];
}
備援接收者
若無(wú)法進(jìn)行動(dòng)態(tài)方法解析腺劣，當(dāng)前接收者還有第二次機(jī)會(huì)處理未知selector，即看能不能把這條消息轉(zhuǎn)給其他接受者：
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
若能找到備援接收者因块，則將其返回橘原，若找不到，則返回nil涡上。
用此方法可以模擬出多繼承的效果趾断，即讓某個(gè)類中的其他類型的對(duì)象響應(yīng)selector。
完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
首先將與那條消息有關(guān)的所有信息封裝于NSInvocation對(duì)象中吩愧。然后消息派發(fā)系統(tǒng)會(huì)將消息指派給目標(biāo)對(duì)象芋酌。
如果在實(shí)現(xiàn)上只是讓另一個(gè)target來(lái)執(zhí)行selector，那么效果和使用備援接收者等效雁佳。通常是改變消息的內(nèi)容隔嫡，如改變參數(shù)，selector等甘穿。如本類的“forwardInvocation:”方法無(wú)法處理該消息腮恩，那么會(huì)追溯父類，直到執(zhí)行NSObject類的同名方法温兼，并繼而調(diào)用“doesNotRecognizerSelector:”方法以拋出異常秸滴。
方法調(diào)配（method swizzling）
可以通過(guò)下列方法實(shí)現(xiàn)互換兩個(gè)方法的實(shí)現(xiàn)：
Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL name)
void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)
例如，調(diào)換NSString類的lowercaseString和uppercaseString方法：
Method originalMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(lowercaseString));
Method swappedMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(uppercaseString));
method_exchangeImplementations(originalMethod, swappedMethod);
此時(shí)募判，調(diào)用兩個(gè)方法：
NSString *testStr = @"this Is tHe StrIng.";
NSLog(@"lowercaseMethod = %@", [testStr lowercaseString]);
NSLog(@"uppercaseMethod = %@", [testStr uppercaseString]);
結(jié)果：
2016-04-25 16:32:08.380 DynamicMethodResolution[34922:3258700] lowercaseMethod = THIS IS THE STRING.
2016-04-25 16:32:08.382 DynamicMethodResolution[34922:3258700] uppercaseMethod = this is the string.
可以通過(guò)這一手段為既有方法添加功能荡含，如為一些完全不透明的黑盒方法增加日志功能。所以一般來(lái)說(shuō)只是在調(diào)試時(shí)使用届垫。
類對(duì)象
對(duì)象類型并非在編譯器就綁定好了释液，而是要在運(yùn)行時(shí)查找。描述Objective-C對(duì)象所用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義在運(yùn)行期程序庫(kù)的頭文件里：
/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;
由此可見(jiàn)装处，每個(gè)對(duì)象結(jié)構(gòu)體的首個(gè)成員是Class類的變量isa误债，描述了實(shí)例所屬的類。該變量定義了對(duì)象所屬的類，通常稱為“is a”指針寝蹈。
Class對(duì)象也定義在運(yùn)行期程序庫(kù)的頭文件中：
struct objc_class {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE;
const char *name OBJC2_UNAVAILABLE;
long version OBJC2_UNAVAILABLE;
long info OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;
此結(jié)構(gòu)體存放類的“元數(shù)據(jù)（metadata）”李命，例如類有幾個(gè)實(shí)例方法，具備多少個(gè)實(shí)例變量等信息箫老。此結(jié)構(gòu)體的首個(gè)變量也是isa指針封字，表明Class本身亦為Objective-C對(duì)象。結(jié)構(gòu)體里還有個(gè)變量叫super_class耍鬓，它定義了本類的超類阔籽，確立了繼承關(guān)系。類對(duì)象所屬的類型（也就是isa指針?biāo)赶虻念愋停┦橇硗庖粋€(gè)類牲蜀，叫做“元類（metaclass）”笆制，用來(lái)描述類對(duì)象本身所具備的元數(shù)據(jù)「鬓保“類方法”就定義于此處项贺，因?yàn)檫@些方法可以理解成為類對(duì)象的實(shí)例方法君躺。
每個(gè)類只有一個(gè)“類對(duì)象”峭判，每個(gè)“類對(duì)象”僅有一個(gè)與之相關(guān)的“元類”。
基于此繼承關(guān)系棕叫，便可進(jìn)行“類型信息查詢”（introspection林螃，“內(nèi)省”）。
- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)aClass;
判斷對(duì)象是否為某個(gè)特定類的實(shí)例俺泣。
- (BOOL)isKindOfClass:(Class)aClass;
判斷是否為某類或其子類的實(shí)例疗认。
當(dāng)把數(shù)據(jù)從集合對(duì)象（NSArray，NSDictionary等）中取出時(shí)伏钠，它們的類型通常是id横漏，此時(shí)會(huì)使用類型信息查詢來(lái)知道其具體的類型。
避免直接比較類對(duì)象（[someObject class] == [someClass class]）熟掂，而盡量使用類型信息查詢方法（[someObject isKindOfClass:[someClass class]]）缎浇。
（完）
