前言

OC是一門動(dòng)態(tài)語(yǔ)言，就預(yù)示這光靠編譯過(guò)程來(lái)完全讀懂工作的方式是不夠的，很多執(zhí)行語(yǔ)句都需要在運(yùn)行時(shí)才能知道其意思，也就是runtime。

理解OC中的消息傳遞

在Object-C中，函數(shù)的調(diào)用過(guò)程經(jīng)常性的使用到方法，用來(lái)傳遞消息。而消息包括名稱或選擇子(selector)，以及參數(shù)和返回值。
oc是一門動(dòng)態(tài)語(yǔ)言，也就說(shuō)明其消息可以是動(dòng)態(tài)綁定的過(guò)程，在編譯時(shí)，無(wú)法決定運(yùn)行時(shí)該調(diào)用的函數(shù)。
例如該語(yǔ)句我們沒(méi)有辦法去知道返回值的類型：

id value = [Person sendMessage:@"黃"];

整個(gè)合起來(lái)就是一個(gè)消息，在其中，Person為接收者(receiver)，sendMessage為選擇子，后續(xù)為參數(shù)。當(dāng)編譯器收到該條消息是，通過(guò)C語(yǔ)言函數(shù)，也是消息傳遞機(jī)制中的核心函數(shù)objc_msgSend進(jìn)行消息傳遞。

void objc_msgSend(id self, SEL cmd, ...)

該函數(shù)能接受多個(gè)參數(shù)，其中第一個(gè)參數(shù)代表接收者，第二個(gè)參數(shù)是選擇子，后跟可以跟多個(gè)發(fā)送消息參數(shù)。

objc_msgSend 消息傳遞機(jī)制

objc_msgSend會(huì)先判斷接收者對(duì)象是否存在，如果存在情況根據(jù)接收者所屬的類中搜尋”方法列表“，如果找不到，則會(huì)向上找繼承類的”方法列表“，找打找到合適就跳轉(zhuǎn)，如果找不到則執(zhí)行消息轉(zhuǎn)發(fā)(后期會(huì)更新消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制)。

該過(guò)程雖然繁瑣，但是objc_msgSend會(huì)為將每將匹配的結(jié)果緩存到”快速映射表“中，每個(gè)類都存在這樣的緩存，后續(xù)若是需要再發(fā)送同樣的消息，可以直接查找映射表，節(jié)省執(zhí)行時(shí)間。

后續(xù)消息處理工作，會(huì)交給一些函數(shù)來(lái)處理：
objc_msgSend_stret如果待發(fā)送的消息要返回結(jié)構(gòu)體，可交由此函數(shù)處理。
objc_msgSend_fpret如果待發(fā)送的消息要返回浮點(diǎn)數(shù)，可交由此函數(shù)處理。
objc_msgSendSuper如果給父類發(fā)送消息，可交由此函數(shù)處理。

前面提到消息一旦找到就會(huì)跳轉(zhuǎn)過(guò)去，之所以可以跳轉(zhuǎn)，是因?yàn)镺C對(duì)象的每個(gè)方法視為簡(jiǎn)單的C函數(shù)。

void Class_selector(id self, SEL cmd, ...)

每個(gè)類都有一張表，其中的指針都會(huì)指向這種函數(shù)，oc則以方法名作為key，來(lái)查表并執(zhí)行跳轉(zhuǎn)。

為了優(yōu)化跳轉(zhuǎn)方法變得簡(jiǎn)單一些，采用”尾調(diào)用優(yōu)化“方式：如果某函數(shù)的最后一個(gè)操作是跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)函數(shù)，編譯器會(huì)生成跳轉(zhuǎn)所需的指令碼，而不是向棧中新增新的幀，這樣減少了，每次調(diào)用objc_msgSend需要新增棧幀的問(wèn)題，還有減少”棧溢出“的發(fā)生。但是僅在調(diào)用其他函數(shù)時(shí)，而不會(huì)把返回值另做他用的情況下。

根據(jù)上面的描述總結(jié)消息發(fā)送的步驟：

1. 檢查接收者對(duì)象是否為nil，是則直接結(jié)束轉(zhuǎn)發(fā)，否則進(jìn)入下一步；
2. 查看類緩存的”快速映射表“中是否緩存該方法，該映射方法，是直接發(fā)送消息，否則進(jìn)入下一步；
3. 查看類的”方法列表“中是否存在，是緩存到映射表，并發(fā)送消息，否則進(jìn)入下一步；
4. 查看父類的”快速映射表“是否緩存改方法，有就發(fā)送，否則進(jìn)入下一步；
5. 查看父類的"方法列表"中是否存在，是緩存到映射表，并發(fā)送消息，否則回到第4步繼續(xù)查找更上層的父類；
6. 查找到?jīng)]有父類之后，就說(shuō)明并沒(méi)有該方法，但是還不一定結(jié)束，后面會(huì)去進(jìn)入消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的步驟。

動(dòng)態(tài)方法解析

上述說(shuō)到，當(dāng)發(fā)送消息時(shí)，會(huì)出現(xiàn)無(wú)法解讀消息的情況。即當(dāng)消息發(fā)送到最后，依然找不到接收消息的方式時(shí)，oc對(duì)該消息可以進(jìn)行更多處理，也就是動(dòng)態(tài)方法解析跟消息轉(zhuǎn)發(fā)。

oc是動(dòng)態(tài)語(yǔ)言，在消息找不到目標(biāo)時(shí)，編譯器無(wú)法解析錯(cuò)誤情況并不會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)樵谶\(yùn)行時(shí)可以動(dòng)態(tài)的給類添加方法，所以當(dāng)無(wú)法解析消息是，就會(huì)啟動(dòng)消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，可由程序員手動(dòng)動(dòng)態(tài)處理后續(xù)的消息問(wèn)題。

如果程序員沒(méi)有去處理這些問(wèn)題，則會(huì)直接crach掉：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 去調(diào)用一個(gè)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的方法后
    [self test];
}
// 刪掉實(shí)現(xiàn)方法
//- (void)test { }

// 閃退并打印以下
*** -[ViewController test]: unrecognized selector sent to instance 0x100e01440
*** Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', 
reason: '-[ViewController test]: unrecognized selector sent to instance 0x100e01440'

我們只調(diào)用test方法，但是沒(méi)有調(diào)用實(shí)現(xiàn)方法，因此，如果沒(méi)有做異常處理的話，會(huì)直接閃退。

消息轉(zhuǎn)發(fā)兩個(gè)階段：

第一階段是動(dòng)態(tài)方法解析，先征詢接收者所屬的類，看是否能動(dòng)態(tài)添加方法，以處理當(dāng)>前”未知選擇子（調(diào)用的方法）“。
第二階段涉及完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，若是第一階段可以順利完成，就不會(huì)啟動(dòng)消息轉(zhuǎn)發(fā)。

顯然如果能越早對(duì)消息進(jìn)行處理，則減少運(yùn)行時(shí)所耗費(fèi)的時(shí)長(zhǎng)。

動(dòng)態(tài)方法解析有兩個(gè)方法，包括實(shí)例方法解析和類方法解析

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel

在該例子中，如所屬類添加了resolveInstanceMethod方法去處理，當(dāng)調(diào)用的方法沒(méi)有找到實(shí)現(xiàn)目標(biāo)時(shí)，就會(huì)調(diào)用該實(shí)例方法去處理。

void dynamicMethodIMP(id self, SEL _cmd) { }
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 去調(diào)用一個(gè)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的方法后
    [self test];
}
// 刪掉實(shí)現(xiàn)方法
//- (void)test { }

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    if (sel == @selector(test)) {
        class_addMethod([self class], sel, (IMP)dynamicMethodIMP, "v@:");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
@end

如上圖所示，不會(huì)異常閃退，因?yàn)楫?dāng)調(diào)用test方法時(shí)，找不到會(huì)直接調(diào)用resolveInstanceMethod，而在resolveInstanceMethod中對(duì)test，通過(guò)class_addMethod動(dòng)態(tài)添加。

備援接收者

如果resolveInstanceMethod或者resolveClassMethod返回YES就直接結(jié)束，如果返回NO，說(shuō)明動(dòng)態(tài)解析沒(méi)有創(chuàng)建動(dòng)態(tài)方法去處理，當(dāng)前接收者還有第二次機(jī)會(huì)能處理未知選擇子，在運(yùn)行時(shí)，到這一步，就會(huì)問(wèn)這條消息能不能轉(zhuǎn)發(fā)給其他接收者處理。

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    Person *person = [[Person alloc]init];

    if (aSelector == @selector(test)) {
        return person;
    } else {
       return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
    }
}

當(dāng)調(diào)用到這一步，如果返回對(duì)象，則是在告訴編譯器，把這條消息傳遞給person對(duì)象來(lái)處理。到這里就不會(huì)出現(xiàn)異常，如果直接返回nil或者沒(méi)有該對(duì)象，說(shuō)明依然沒(méi)辦法處理結(jié)束并拋出異常。

注意：我們無(wú)法經(jīng)由這一步操作消息轉(zhuǎn)發(fā)，如果需要修改消息的內(nèi)容，就要啟用完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。

完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)

到這一步，說(shuō)明只能啟用消息轉(zhuǎn)發(fā)，通過(guò)將有關(guān)消息的全部?jī)?nèi)容，創(chuàng)建NSInvocation對(duì)象，并封裝內(nèi)容包括選擇子、目標(biāo)及參數(shù)。再觸發(fā)NSInvocation對(duì)象時(shí)，通過(guò)’消息派發(fā)系統(tǒng)‘將消息指派給目標(biāo)對(duì)象。

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation

但是使用消息轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)必須為另一個(gè)類實(shí)現(xiàn)的消息創(chuàng)建一個(gè)有效的方法簽名：

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector

實(shí)現(xiàn)的方式如下所致，其與第二步消息轉(zhuǎn)發(fā)等效，但是卻可以在消息觸發(fā)前，改變消息的內(nèi)容。比如：追加一個(gè)參數(shù)或者改變選擇子等。

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    if(aSelector == @selector(test))
    {
      return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    return nil;
}


- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    SEL selector = [anInvocation selector];
    // 新建需要轉(zhuǎn)發(fā)消息的對(duì)象
    Cat *cat = [[Cat alloc] init];
    if ([cat respondsToSelector:selector]) {
        // 喚醒這個(gè)方法
        [anInvocation invokeWithTarget:cat];
    }
}

以上就是消息轉(zhuǎn)發(fā)的幾個(gè)步驟，每一步均有機(jī)會(huì)處理消息。步驟越往后，處理消息的代價(jià)就越大，如果可以在第一步就把消息處理完，運(yùn)行時(shí)也可以將消息緩存起來(lái)。如果放到最后再做處理的話，不僅復(fù)雜還需要?jiǎng)?chuàng)建和處理完整的NSInvocation對(duì)象。