方法調(diào)用流程

在Objective-C中，消息直到運(yùn)行時才綁定到方法實現(xiàn)上磨总。編譯器會將消息表達(dá)式[receiver message]轉(zhuǎn)化為一個消息函數(shù)的調(diào)用喘批，即objc_msgSend。這個函數(shù)將消息接收者和方法名作為其基礎(chǔ)參數(shù)椭更，如以下所示：

objc_msgSend(receiver, selector)

如果消息中還有其它參數(shù)哪审，則該方法的形式如下所示：

objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, ...)

這個函數(shù)完成了動態(tài)綁定的所有事情：

1. 首先它找到selector對應(yīng)的方法實現(xiàn)。因為同一個方法可能在不同的類中有不同的實現(xiàn)虑瀑，所以我們需要依賴于接收者的類來找到的確切的實現(xiàn)湿滓。
2. 它調(diào)用方法實現(xiàn)，并將接收者對象及方法的所有參數(shù)傳給它舌狗。
3. 最后叽奥，它將實現(xiàn)返回的值作為它自己的返回值。

消息的關(guān)鍵在于我們前面章節(jié)討論過的結(jié)構(gòu)體objc_class把夸，這個結(jié)構(gòu)體有兩個字段是我們在分發(fā)消息的關(guān)注的：

1. 指向父類的指針
2. 一個類的方法分發(fā)表而线，即methodLists。

當(dāng)我們創(chuàng)建一個新對象時恋日，先為其分配內(nèi)存膀篮，并初始化其成員變量。其中isa指針也會被初始化岂膳，讓對象可以訪問類及類的繼承體系誓竿。

下圖演示了這樣一個消息的基本框架：

messaging1-1.gif

當(dāng)消息發(fā)送給一個對象時，objc_msgSend通過對象的isa指針獲取到類的結(jié)構(gòu)體谈截，然后在方法分發(fā)表里面查找方法的selector筷屡。如果沒有找到selector，則通過objc_msgSend結(jié)構(gòu)體中的指向父類的指針找到其父類簸喂，并在父類的分發(fā)表里面查找方法的selector毙死。依此，會一直沿著類的繼承體系到達(dá)NSObject類喻鳄。一旦定位到selector扼倘，函數(shù)會就獲取到了實現(xiàn)的入口點，并傳入相應(yīng)的參數(shù)來執(zhí)行方法的具體實現(xiàn)除呵。如果最后沒有定位到selector再菊，則會走消息轉(zhuǎn)發(fā)流程，這個我們在后面討論颜曾。

為了加速消息的處理纠拔，運(yùn)行時系統(tǒng)緩存使用過的selector及對應(yīng)的方法的地址。這點我們在前面討論過泛豪，不再重復(fù)稠诲。

獲取方法地址

Runtime中方法的動態(tài)綁定讓我們寫代碼時更具靈活性侦鹏，如我們可以把消息轉(zhuǎn)發(fā)給我們想要的對象，或者隨意交換一個方法的實現(xiàn)等臀叙。不過靈活性的提升也帶來了性能上的一些損耗种柑。畢竟我們需要去查找方法的實現(xiàn)，而不像函數(shù)調(diào)用來得那么直接匹耕。當(dāng)然，方法的緩存一定程度上解決了這一問題荠雕。

我們上面提到過稳其，如果想要避開這種動態(tài)綁定方式，我們可以獲取方法實現(xiàn)的地址炸卑，然后像調(diào)用函數(shù)一樣來直接調(diào)用它既鞠。特別是當(dāng)我們需要在一個循環(huán)內(nèi)頻繁地調(diào)用一個特定的方法時，通過這種方式可以提高程序的性能盖文。

NSObject類提供了methodForSelector:方法嘱蛋，讓我們可以獲取到方法的指針，然后通過這個指針來調(diào)用實現(xiàn)代碼五续。我們需要將methodForSelector:返回的指針轉(zhuǎn)換為合適的函數(shù)類型洒敏，函數(shù)參數(shù)和返回值都需要匹配上。

我們通過以下代碼來看看methodForSelector:的使用：

@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad{
  ///通過runtime獲取IMP
   Method nameLogMethod = class_getInstanceMethod([self class], sel1);
    IMP nameLogImp = method_getImplementation(nameLogMethod);
    nameLogImp();
    
    ///通過NSObject獲取IMP
    ///methodForSelector 如果接受者是一個類對象疙驾，則返回類對象的方法凶伙；如果接受者是一個實例對象，則返回實例對象的方法它碎；
    IMP nameLogImp2 = [self methodForSelector:sel1];
    nameLogImp2();
    ///instanceMethodForSelector 是通過遍歷自身中的函數(shù)列表換句話說函荣，如果調(diào)用的一個元類洋魂，那么返回的是一個類實例的函數(shù)灾票，如果調(diào)用的是一個類谅畅，那么返回的就是實例對象的函數(shù)痢毒。
    IMP nameLogImp3 = [ViewController instanceMethodForSelector:sel1];
    nameLogImp3();
   ///http://www.reibang.com/p/2007e03b6296
}
-(void)nameLog{
    
    NSLog(@"我的名字3--");
   
}

這里需要注意的就是函數(shù)指針的前兩個參數(shù)必須是id和SEL邦尊。

當(dāng)然這種方式只適合于在類似于for循環(huán)這種情況下頻繁調(diào)用同一方法炉旷，以提高性能的情況募书。另外折剃，methodForSelector:是由Cocoa運(yùn)行時提供的旋讹；它不是Objective-C語言的特性殖蚕。

消息轉(zhuǎn)發(fā)

當(dāng)一個對象能接收一個消息時，就會走正常的方法調(diào)用流程沉迹。但如果一個對象無法接收指定消息時睦疫，又會發(fā)生什么事呢？默認(rèn)情況下鞭呕，如果是以[object message]的方式調(diào)用方法蛤育，如果object無法響應(yīng)message消息時，編譯器會報錯。但如果是以performSelector的形式來調(diào)用瓦糕，則需要等到運(yùn)行時才能確定object是否能接收message消息底洗。如果不能，則程序崩潰咕娄。

通常亥揖，當(dāng)我們不能確定一個對象是否能接收某個消息時，會先調(diào)用respondsToSelector:來判斷一下圣勒。如下代碼所示：

if ([self respondsToSelector:@selector(runtimeAction)]) {

    [self performSelector:@selector(runtimeAction)];

}

不過费变，我們這邊想討論下不使用respondsToSelector:判斷的情況。這才是我們這一節(jié)的重點圣贸。

當(dāng)一個對象無法接收某一消息時挚歧，就會啟動所謂”消息轉(zhuǎn)發(fā)(message forwarding)“機(jī)制，通過這一機(jī)制吁峻，我們可以告訴對象如何處理未知的消息滑负。默認(rèn)情況下，對象接收到未知的消息用含，會導(dǎo)致程序崩潰矮慕，通過控制臺，我們可以看到以下異常信息：

libc++abi.dylib: terminating with uncaught exception of type NSException
*** Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: '-[runtimeViewController runtimeAction]: unrecognized selector sent to instance 0x7fd89460dc30'
terminating with uncaught exception of type NSException

這段異常信息實際上是由NSObject的”doesNotRecognizeSelector“方法拋出的啄骇。不過凡傅，我們可以采取一些措施，讓我們的程序執(zhí)行特定的邏輯肠缔，而避免程序的崩潰夏跷。

消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制基本上分為三個步驟：

1. 動態(tài)方法解析
2. 備用接收者\(yùn)替換消息接收者（快速轉(zhuǎn)發(fā)）
3. 完整轉(zhuǎn)發(fā)

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下面我們詳細(xì)討論一下這三個步驟。

第一步明未、動態(tài)方法解析

對象在接收到未知的消息時槽华，首先會調(diào)用所屬類的類方法

///實例方法
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
///類方法
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel

在這方法中，我們有機(jī)會為該未知消息新增一個”處理方法””趟妥。不過使用該方法的前提是我們已經(jīng)實現(xiàn)了該”處理方法”猫态，只需要在運(yùn)行時通過class_addMethod函數(shù)動態(tài)添加到類里面就可以了。如下代碼所示：

//第一步披摄、動態(tài)方法解析
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
 //  SEL獲取IMP
//    [self instanceMethodForSelector:@selector(runtimeFuncAction)]
//  SEL轉(zhuǎn)字符串
//    NSStringFromSelector(sel)


   if (sel == @selector(runtimeAction)) {
        ///第一種方式
        ///class_addMethod(self, sel, [self instanceMethodForSelector:@selector(runtimeFuncAction)], "v@:");

        ///第二種方式
        ///v@:代表形參
        class_addMethod(self, sel, (IMP)runtimeFuncActionC, "v@:");

        return YES;
    }

    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

///第一種方式
- (void)runtimeFuncAction {
    
    NSLog(@"runtimeActionq未實現(xiàn)-第一步亲雪、動態(tài)方法解析-runtimeFuncAction-執(zhí)行");
    
}
///第二種方式
void runtimeFuncActionC(id self, SEL _cmd)

{
    
    NSLog(@"runtimeActionq未實現(xiàn)-第一步、動態(tài)方法解析-runtimeFuncActionC-執(zhí)行-%@-%@",self,NSStringFromSelector(_cmd));
    
}

不過這種方案更多的是為了實現(xiàn)@dynamic屬性疚膊，dynamic修飾的屬性义辕，無set，get方法寓盗。

擴(kuò)展-@dynamic
@synthesize 和 @dynamic分別有什么作用

• @property有兩個對應(yīng)的詞灌砖，一個是@synthesize璧函，一個是@dynamic。如果@synthesize和@dynamic都沒寫基显，那么默認(rèn)的就是@syntheszie var = _var;
• @synthesize的語義是如果你沒有手動實現(xiàn)setter方法和getter方法蘸吓，那么編譯器會自動為你加上這兩個方法
• @dynamic告訴編譯器：屬性的setter與getter方法由用戶自己實現(xiàn)，不自動生成（當(dāng)然對于readonly的屬性只需提供getter即可）
• 假如一個屬性被聲明為@dynamic var撩幽，然后你沒有提供@setter方法和@getter方法库继，編譯的時候沒問題，但是當(dāng)程序運(yùn)行到instance.var = someVar窜醉，由于缺setter方法會導(dǎo)致程序崩潰制跟；或者當(dāng)運(yùn)行到 someVar = instance.var時，由于缺getter方法同樣會導(dǎo)致崩潰酱虎。編譯時沒問題，運(yùn)行時才執(zhí)行相應(yīng)的方法擂涛，這就是所謂的動態(tài)綁定

第二步读串、備用接收者\(yùn)替換消息接收者（快速轉(zhuǎn)發(fā)）

如果在上一步無法處理消息，則Runtime會繼續(xù)調(diào)以下方法：

///實例方法
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
///類方法
+ (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)sel

如果一個對象實現(xiàn)了這個方法撒妈，并返回一個非nil的結(jié)果恢暖，則這個對象會作為消息的新接收者，且消息會被分發(fā)到這個對象狰右。當(dāng)然這個對象不能是self自身杰捂，否則就是出現(xiàn)無限循環(huán)。當(dāng)然棋蚌，如果我們沒有指定相應(yīng)的對象來處理aSelector嫁佳，則應(yīng)該調(diào)用父類的實現(xiàn)來返回結(jié)果。

使用這個方法通常是在對象內(nèi)部谷暮，可能還有一系列其它對象能處理該消息蒿往，我們便可借這些對象來處理消息并返回，這樣在對象外部看來湿弦，還是由該對象親自處理了這一消息瓤漏。如下代碼所示：

runtimeViewController.m文件
#import "runtimeViewController.h"
///運(yùn)行時頭文件
#import <objc/runtime.h>

#import "notificationViewController.h"
@interface runtimeViewController ()

@end


@implementation runtimeViewController

- (void)viewDidLoad {
 [self performSelector:@selector(runtimeAction)];
}

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)sel{
    
    if(sel == @selector(runtimeAction)) {
///將消息轉(zhuǎn)發(fā)給notificationViewController來處理
//        return [[notificationViewController alloc]init];
        return NSClassFromString(@"notificationViewController");
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:sel];
    
}

notificationViewController.m文件
- (void)runtimeAction {
    
    NSLog(@"runtimeActionq未實現(xiàn)-第二步、備用接收者或第三步颊埃、完整消息轉(zhuǎn)發(fā)-(對象)runtimeAction-執(zhí)行");
    
}

這一步合適于我們只想將消息轉(zhuǎn)發(fā)到另一個能處理該消息的對象上蔬充。但這一步無法對消息進(jìn)行處理，如操作消息的參數(shù)和返回值

完整消息轉(zhuǎn)發(fā)

如果在上一步還不能處理未知消息班利，則唯一能做的就是啟用完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制了饥漫。此時會調(diào)用以下方法：

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation

運(yùn)行時系統(tǒng)會在這一步給消息接收者最后一次機(jī)會將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其它對象。對象會創(chuàng)建一個表示消息的NSInvocation對象罗标，把與尚未處理的消息有關(guān)的全部細(xì)節(jié)都封裝在anInvocation中趾浅，包括selector愕提，目標(biāo)(target)和參數(shù)。我們可以在forwardInvocation方法中選擇將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其它對象皿哨。

forwardInvocation:方法的實現(xiàn)有兩個任務(wù)：

1. 定位可以響應(yīng)封裝在anInvocation中的消息的對象浅侨。這個對象不需要能處理所有未知消息。
2. 使用anInvocation作為參數(shù)证膨，將消息發(fā)送到選中的對象如输。anInvocation將會保留調(diào)用結(jié)果，運(yùn)行時系統(tǒng)會提取這一結(jié)果并將其發(fā)送到消息的原始發(fā)送者央勒。

不過不见，在這個方法中我們可以實現(xiàn)一些更復(fù)雜的功能，我們可以對消息的內(nèi)容進(jìn)行修改崔步，比如追回一個參數(shù)等稳吮，然后再去觸發(fā)消息。另外井濒，若發(fā)現(xiàn)某個消息不應(yīng)由本類處理灶似，則應(yīng)調(diào)用父類的同名方法，以便繼承體系中的每個類都有機(jī)會處理此調(diào)用請求瑞你。

還有一個很重要的問題酪惭，我們必須重寫以下方法：

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector

消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制使用從這個方法中獲取的信息來創(chuàng)建NSInvocation對象。因此我們必須重寫這個方法者甲，為給定的selector提供一個合適的方法簽名春感。

完整的示例如下所示：

runtimeViewController.m文件
#import "runtimeViewController.h"
///運(yùn)行時頭文件
#import <objc/runtime.h>

#import "notificationViewController.h"
@interface runtimeViewController ()

@end


@implementation runtimeViewController

- (void)viewDidLoad {
 [self performSelector:@selector(runtimeAction)];
}
///第三步、完整消息轉(zhuǎn)發(fā)
-(NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
    if (aSelector == @selector(runtimeAction))
    {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    return nil;
}

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

    SEL aSelector = [invocation selector];
    ///判斷notificationViewController是否能響應(yīng)aSelector方法
    if ([notificationViewController respondsToSelector:aSelector]){
        ///將 invocation 消息轉(zhuǎn)發(fā)給其它對象 notificationViewController 執(zhí)行
        [invocation invokeWithTarget:[[notificationViewController alloc]init]];
    }else{
        [super forwardInvocation:invocation];
    }

}
notificationViewController.m文件
- (void)runtimeAction {
    
    NSLog(@"runtimeActionq未實現(xiàn)-第二步虏缸、備用接收者或第三步鲫懒、完整消息轉(zhuǎn)發(fā)-(對象)runtimeAction-執(zhí)行");
    
}

NSObject的forwardInvocation:方法實現(xiàn)只是簡單調(diào)用了doesNotRecognizeSelector:方法，它不會轉(zhuǎn)發(fā)任何消息刽辙。這樣刀疙，如果不在以上所述的三個步驟中處理未知消息，則會引發(fā)一個異常扫倡。

從某種意義上來講谦秧，forwardInvocation:就像一個未知消息的分發(fā)中心，將這些未知的消息轉(zhuǎn)發(fā)給其它對象撵溃【卫穑或者也可以像一個運(yùn)輸站一樣將所有未知消息都發(fā)送給同一個接收對象。這取決于具體的實現(xiàn)缘挑。

消息轉(zhuǎn)發(fā)與多重繼承

回過頭來看第二和第三步集歇，通過這兩個方法我們可以允許一個對象與其它對象建立關(guān)系，以處理某些未知消息语淘，而表面上看仍然是該對象在處理消息诲宇。通過這種關(guān)系际歼，我們可以模擬“多重繼承”的某些特性，讓對象可以“繼承”其它對象的特性來處理一些事情姑蓝。不過鹅心，這兩者間有一個重要的區(qū)別：多重繼承將不同的功能集成到一個對象中，它會讓對象變得過大纺荧，涉及的東西過多旭愧；而消息轉(zhuǎn)發(fā)將功能分解到獨立的小的對象中，并通過某種方式將這些對象連接起來宙暇，并做相應(yīng)的消息轉(zhuǎn)發(fā)输枯。

不過消息轉(zhuǎn)發(fā)雖然類似于繼承，但NSObject的一些方法還是能區(qū)分兩者占贫。如respondsToSelector:和isKindOfClass:只能用于繼承體系桃熄，而不能用于轉(zhuǎn)發(fā)鏈。便如果我們想讓這種消息轉(zhuǎn)發(fā)看起來像是繼承型奥，則可以重寫這些方法瞳收，如以下代碼所示：

- (BOOL)respondsToSelector:(SEL)aSelector

{

    if ( [super respondsToSelector:aSelector])

        return YES;

    else {

        /* Here, test whether the aSelector message can     *

         * be forwarded to another object and whether that  *

         * object can respond to it. Return YES if it can.  */

    }

    return NO;  

}

小結(jié)

在此，我們已經(jīng)了解了Runtime中消息發(fā)送和轉(zhuǎn)發(fā)的基本機(jī)制桩引。這也是Runtime的強(qiáng)大之處，通過它收夸，我們可以為程序增加很多動態(tài)的行為坑匠，雖然我們在實際開發(fā)中很少直接使用這些機(jī)制(如直接調(diào)用objc_msgSend)，但了解它們有助于我們更多地去了解底層的實現(xiàn)卧惜。其實在實際的編碼過程中厘灼，我們也可以靈活地使用這些機(jī)制，去實現(xiàn)一些特殊的功能咽瓷，如hook操作等设凹。

為什么Objective-C的消息轉(zhuǎn)發(fā)要設(shè)計三個階段？

第一階段意義在于動態(tài)添加方法實現(xiàn)茅姜，第二階段直接把消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他對象闪朱，第三階段是對第二階段的擴(kuò)充，可以實現(xiàn)多次轉(zhuǎn)發(fā)钻洒，轉(zhuǎn)發(fā)給多個對象等奋姿。這也許就是設(shè)計這三個階段的意義。

補(bǔ)充：下面這張圖（來自：一縷殤流化隱半邊冰霜（侵刪））我覺得更符合消息轉(zhuǎn)發(fā)的流程素标，更容易理解称诗。

20200407161830450.png

參考：
http://www.reibang.com/p/8d4f2f1d8482
https://www.jb51.net/article/157079.htm
https://blog.csdn.net/fishmai/article/details/73468952
http://www.reibang.com/p/19c5736c5d9a
http://southpeak.github.io/categories/objectivec/