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消息轉(zhuǎn)發(fā)概述

Objective-C是一門動態(tài)語言，怎么理解動態(tài)這一詞呢？簡單的說就是編譯器在編譯期可以只知道一個方法的名字，而不需要知道這個方法的實現(xiàn)，只有在運行期間調(diào)用該方法的時候，才根據(jù)方法名去找到對應(yīng)方法的實現(xiàn)，這個過程相當(dāng)于動態(tài)綁定一個方法的實現(xiàn)，這就是“動態(tài)”。

與“動態(tài)”相對的是“靜態(tài)”，C語言就是一門靜態(tài)語言，在編譯期不僅知道運行時所要調(diào)用的函數(shù)的名字，而且直接生成了調(diào)用函數(shù)的指令，將函數(shù)地址硬編碼在這些指令中。這就是為什么OC的方法沒有實現(xiàn)只有聲明編譯不報錯，而C的方法卻報錯的原因。

正因為是動態(tài)綁定，所以在編譯期沒有報錯的程序，在運行時由于根據(jù)方法名找不到對應(yīng)的方法實現(xiàn)，會導(dǎo)致程序的Crash，在Crash之前程序會依次調(diào)用幾個其他的方法，這就引出了消息轉(zhuǎn)發(fā)。

消息轉(zhuǎn)發(fā)過程

消息轉(zhuǎn)發(fā)是Objective-C語言的特點，當(dāng)一個對象在運行時接收到無法解讀的消息時，就會觸發(fā)“消息轉(zhuǎn)發(fā)”。

在編譯期向類發(fā)送無法解讀的消息是不會報錯的，因為在運行期可以繼續(xù)向類添加方法，所以在編譯期，編譯器無法知道到底有沒有某個方法的實現(xiàn)。
可能聽起來有點亂，又是向?qū)ο蟀l(fā)送無法解讀的消息，又是向類發(fā)送無法解讀的消息。前者可理解為只在運行期有的行為（因為有對象，那肯定是調(diào)用了生成對象方法的實現(xiàn)才可能存在，而只有運行期才去調(diào)用方法的實現(xiàn)），后者看下面這句代碼就知道了
[self performSelector:@selector(humenName)];
方法“humenName”我并沒有聲明也沒有實現(xiàn)，但是這句代碼不會報錯（會報警告），編譯也可以通過，這就是所謂的編譯期向類發(fā)送無法解讀的消息。

消息轉(zhuǎn)發(fā)的過程是有一定的規(guī)則和步驟的。下面我們看看詳細(xì)的流程。

1.先看一個runtime庫的方法 class_addMethod

class_addMethod的用處是在程序運行時，給一個類添加方法實現(xiàn)的API,其完整API如下：

/** 
 * 根據(jù)指定的名字和方法實現(xiàn)給一個類添加方法.
 * 
 * @param cls 被添加方法的類.
 * @param name 指定要添加的方法名稱的選擇器。
 * @param imp 新的方法實現(xiàn)，這個方法必須至少帶有兩個參數(shù)：self和_cmd
 * @param types 上面那個新方法的參數(shù)的類型編碼. 
 * 
 * @return 當(dāng)方法添加成功返回YES , 否則返回NO 
 *  (例如，在類中已經(jīng)有一個該名字的方法實現(xiàn)，會返回NO)
 *
 * @note class_addMethod 可能會覆蓋超類實現(xiàn), 如果超類也實現(xiàn)了該方法的話，
 * 但是不會替換在本類中已經(jīng)存在的方法實現(xiàn)，
 * 如果改變本類存在的方法實現(xiàn)，請使用method_setImplementation.
 */
OBJC_EXPORT BOOL
class_addMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name, IMP _Nonnull imp, 
                const char * _Nullable types)

這個API在消息轉(zhuǎn)發(fā)中用到。消息轉(zhuǎn)發(fā)分為三個階段，即“動態(tài)方法解析”、“快速消息轉(zhuǎn)發(fā)”和“完整消息轉(zhuǎn)發(fā)機制”。

2. 動態(tài)方法解析

這里結(jié)合一個實例來說明，可能會更加容易懂些，新建一個項目，創(chuàng)建一個類HumenModel（繼承自NSObject），然后在ViewController中添加如下代碼

HumenModel *model = [HumenModel new];
[model performSelector:@selector(humenName)];

因為在HumenModel類中并沒有方法humenName的聲明和實現(xiàn)，所以，對象model會接受到一個無法解析的消息，此時就會進入消息轉(zhuǎn)發(fā)的第一階段，征詢接收者所屬的類，看是否能動態(tài)添加方法，以處理這個未知的“選擇器”，此時就調(diào)用該類的類方法

+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel

當(dāng)然，如果是類接收到一個無法解析的消息，消息轉(zhuǎn)發(fā)第一階段調(diào)用的是類的另一個方法：

+(BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel

方法的參數(shù) sel 就是那個未知“選擇器”，返回值是BOOL類型，表示是否新增一個方法來處理未知“選擇器”。現(xiàn)在我們就可以通過class_addMethod方法給類添加一個方法來處理未知“選擇器”，代碼如下：

+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    
    // 獲取選擇器的方法名字
    NSString *selString = NSStringFromSelector(sel);
    if ([selString isEqualToString:@"humenName"]) {
        
        // 給接收者self 添加一個方法sayHello，選擇器sel指向方法的實現(xiàn)，方法的類型編碼是v@:
        class_addMethod(self, sel, (IMP)sayHello, "v@:");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
// 一個c函數(shù)
void sayHello(id self, SEL _cmd){
    NSLog(@"hello");
}

解釋下class_addMethod方法的第四個參數(shù)“v@:”
這是sayHello方法的OC類型編碼，‘v’表示返回值為void類型，‘@’表示第一個參數(shù)是對象，‘:’表示第二個參數(shù)是SEL類型的值，其中'@'和':'是固定的，因為每個方法都會有這兩個參數(shù)。對于其他情況可參照類型編碼這篇博客https://blog.csdn.net/ssirreplaceable/article/details/53376915

注意，所添加的方法必須是純C函數(shù)實現(xiàn)的，因為OC的方法名規(guī)則和C函數(shù)名規(guī)則差別是很大的。另外，在運行時，方法resolveInstanceMethod中的代碼會被動態(tài)插在類里面.

編譯運行，打印結(jié)果如下：

2019-02-20 17:31:53.411603+0800 MessageTrans[400:8535618] hello

跟預(yù)期的結(jié)果一樣，這樣就完成了動態(tài)方法解析，無法解析的消息在這一步得到了處理。如果在這階段沒有針對未知“選擇器”的做出處理，那么就會進入消息轉(zhuǎn)發(fā)的第二階段。

3.快速消息轉(zhuǎn)發(fā)機制

在這一階段，接收者將要甩鍋，看有沒有別的接收者可以處理這個無法解析的消息（記得將第一階段的代碼注釋掉）。這個一過程會在接收者所在類的下面這個方法中完成

-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector

參數(shù)aSelector是未知選擇器，返回值是id類型的值，所以這一階段只是針對對象來處理，不考慮類方法。

新建一個AnimalModel類，在其實現(xiàn)文件中實現(xiàn)方法humenName，如下：

-(void)humenName{
    NSLog(@"%s",__FILE__);
}

然后在HumenModel.m中實現(xiàn)forwardingTargetForSelector:方法，如下：

-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
    NSString *aSelectorString = NSStringFromSelector(aSelector);
    if ([aSelectorString isEqualToString:@"humenName"]) {
        return [AnimalModel new];
    }
    
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

這樣消息交由AnimalModel類處理，運行一下，打印結(jié)果如下：

2019-02-20 17:36:49.000246+0800 MessageTrans[2513:8550047] /Users/xiangzuhua/Desktop/MessageTrans/MessageTrans/AnimalModel.m

結(jié)果正確，我們在第二階段成功的將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他接收者來處理。

對于AnimalModel類，不需要在其頭文件中聲明humenName方法，沒有影響。

如果沒有其他接收者，那就會進入“完整消息轉(zhuǎn)發(fā)機制”階段。

4.完整消息轉(zhuǎn)發(fā)機制

在這個階段要處理未知消息，代價就會大些，其實也是類似于快速消息轉(zhuǎn)發(fā)階段，目的都是指定一個接受消息的對象，只不過這里必須覆蓋兩個方法，即methodSignatureForSelector:和forwardInvocation:。

methodSignatureForSelector:的作用在于為另一個類實現(xiàn)的消息創(chuàng)建一個有效的方法簽名，必須實現(xiàn)，并且返回不為空的methodSignature，否則會crash。
forwardInvocation：的作用是綁定消息接收者。

看代碼實現(xiàn)：

-(NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
    
    if ([super methodSignatureForSelector:aSelector] == nil) {
        // 手動創(chuàng)建
        NSMethodSignature *signature = [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
        return signature;
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
    
    // 自動創(chuàng)建方法簽名
//    AnimalModel *animalModel = [AnimalModel new];
//    return [animalModel  methodSignatureForSelector:aSelector];
}

-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
    AnimalModel *model = [AnimalModel new];
    
    if ([model respondsToSelector:anInvocation.selector]) {
        [anInvocation invokeWithTarget:model];
    }else{
        [self doesNotRecognizeSelector:anInvocation.selector];
    }
}

解釋下上面的代碼：方法簽名有兩種方式，一個是手動創(chuàng)建簽名，一個是自動創(chuàng)建簽名，看代碼可以明白，著重要講的是下面這句

NSMethodSignature *signature = [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];

參數(shù)值"v@:"為類型編碼，前面有提到，這里就不說規(guī)則了。原則上來說，該編碼的類型應(yīng)該與未知方法的參數(shù)對應(yīng)，所以用根據(jù)未知方法自動創(chuàng)建方法簽名更好。但是如果非要用手動創(chuàng)建方法簽名的話，在寫方法signatureWithObjCTypes：的參數(shù)值時要注意兩點

方法的返回類型必須有，不能省略，比如這里是返回空類型,所以對應(yīng)第一個編碼為v
方法的默認(rèn)參數(shù)self和_cmd對應(yīng)的類型編碼不能寫錯，固定為"@:"

滿足上面兩點簽名就會有效，否則會導(dǎo)致crash，至于方法簽名中參數(shù)個數(shù)與未知方法不對應(yīng)是沒有問題的，比如說類型編碼為"v@:@@@",而未知方法為：humenName（沒有參數(shù)），是不會導(dǎo)致crash，只不過這里的參數(shù)寫多少個，會影響方法forwardInvocation：的參數(shù)值anInvocation的變化。

在第二個方法forwaidInvocation:必須判斷接收者是否能響應(yīng)未知消息，否則直接執(zhí)行[anInvocation invokeWithTarget:model]在接收者無法響應(yīng)位置消息時會導(dǎo)致崩潰。如果指定的接收者不能響應(yīng)未知選擇器，那么沒辦法了只能拋出異常，執(zhí)行doesNotRecognizeSelector:方法，程序崩潰。

這里在講下剛才提到的，方法簽名的參數(shù)個數(shù)的問題，看下面的代碼：

-(NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
    
    if ([super methodSignatureForSelector:aSelector] == nil) {
        // 手動創(chuàng)建
        NSMethodSignature *signature = [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"@@:@@"];
        return signature;
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
    
    // 自動創(chuàng)建方法簽名
//    AnimalModel *animalModel = [AnimalModel new];
//    return [animalModel  methodSignatureForSelector:aSelector];
}

-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
    AnimalModel *model = [AnimalModel new];
    
    SEL sel = anInvocation.selector;
    NSMethodSignature *sign = anInvocation.methodSignature;
    NSLog(@"%lu--%@",(unsigned long)sign.numberOfArguments,NSStringFromSelector(sel));
    
    if ([model respondsToSelector:anInvocation.selector]) {
        [anInvocation invokeWithTarget:model];
    }else{
        [self doesNotRecognizeSelector:anInvocation.selector];
    }
}

AnimalModel類中humenName方法實現(xiàn)如下：

-(void)humenName{
    NSLog(@"%s",__FILE__);
}

運行打印結(jié)果如下

2019-02-21 15:31:41.851617+0800 MessageTrans[14393:9247960] 4--humenName
2019-02-21 15:31:48.716371+0800 MessageTrans[14393:9247960] /Users/xiangzuhua/Desktop/MessageTrans/MessageTrans/AnimalModel.m

根據(jù)打印結(jié)果可以看到，方法簽名中參數(shù)個數(shù)，與anInvocation中的參數(shù)個數(shù)值是對應(yīng)的，并不與未知選擇器humenName的參數(shù)個數(shù)對應(yīng)（參數(shù)個數(shù)為0），而且這種不對應(yīng)并不會影響AnimalModel類中方法humenName的正常執(zhí)行。

拓展:如果對象調(diào)用一個未指定參數(shù)值的未知消息，但是在另一個類中有該方法的實現(xiàn)，會怎樣呢
剛才我們調(diào)用的未知方法是沒有參數(shù)的，我們實現(xiàn)下有參數(shù)不指定值得代碼
viewController.m -> viewDidLoad
HumenModel *model = [HumenModel new];
[model performSelector:@selector(humenName:)];
AnimalModel.m
-(void)humenName:(NSInteger)number{
   NSLog(@"%s - %ld",__FILE__,(long)number);
}
HumenModel.m中的代碼和上面的相同，編譯運行，發(fā)現(xiàn)崩潰了，原因容易想到是這個消息沒有參數(shù)值，當(dāng)在AnimalModel中調(diào)用humenName：時，就會報野指針。這個問題怎么解決呢，見下面的代碼
-(NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
   
   // 自動創(chuàng)建方法簽名
   AnimalModel *animalModel = [AnimalModel new];
   return [animalModel  methodSignatureForSelector:aSelector];
}

-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
   AnimalModel *model = [AnimalModel new];
// 給anInvocation設(shè)置參數(shù)值
   NSInteger number = 10;
   [anInvocation setArgument:&number atIndex:2];// 為什么是2，因為0是self參數(shù)，1是_cmd參數(shù)，返回值類型不屬于參數(shù)。
   
   if ([model respondsToSelector:anInvocation.selector]) {
       [anInvocation invokeWithTarget:model];
   }else{
       [self doesNotRecognizeSelector:anInvocation.selector];
   }
}
這樣再運行看結(jié)果如下：
2019-02-21 16:13:56.024182+0800 MessageTrans[15139:9320442] /Users/xiangzuhua/Desktop/MessageTrans/MessageTrans/AnimalModel.m - 10
運行正常

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iOS runtime--消息轉(zhuǎn)發(fā)

iOS runtime--消息轉(zhuǎn)發(fā)

消息轉(zhuǎn)發(fā)概述

消息轉(zhuǎn)發(fā)過程

1.先看一個runtime庫的方法 class_addMethod

2. 動態(tài)方法解析

3.快速消息轉(zhuǎn)發(fā)機制

4.完整消息轉(zhuǎn)發(fā)機制

runtime底層代碼

消息轉(zhuǎn)發(fā)的實際應(yīng)用

1.多重代理

2.多重繼承

3.為 @dynamic修飾的屬性實現(xiàn)方法

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1.先看一個runtime庫的方法 class_addMethod

2. 動態(tài)方法解析

3.快速消息轉(zhuǎn)發(fā)機制

4.完整消息轉(zhuǎn)發(fā)機制

runtime底層代碼

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1.多重代理

2.多重繼承

3.為 @dynamic修飾的屬性實現(xiàn)方法

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