iOS运行时（runtime）探究三：消息转发

一、方法调用流程

这里写图片描述

在Objective-C中，消息直到运行时才绑定到方法实现上。编译器会将消息表达式[receiver message]转化为一个消息函数的调用，即objc_msgSend。

当消息发送给一个对象时，objc_msgSend通过对象的isa指针获取到类的结构体，然后在方法分发表里面查找方法的selector。如果没有找到selector，则通过objc_msgSend结构体中的指向父类的指针找到其父类，并在父类的分发表里面查找方法的selector。依此，会一直沿着类的继承体系到达NSObject类。一旦定位到selector，函数会就获取到了实现的入口点，并传入相应的参数来执行方法的具体实现。如果最后没有定位到selector，则会走消息转发流程。

二、消息转发

默认情况下，如果是以[object message]的方式调用方法，如果object无法响应message消息时，编译器会报错。但如果是以perform…的形式来调用，则需要等到运行时才能确定object是否能接收message消息。如果不能，则程序崩溃。不过，我们可以采取一些措施，让我们的程序执行特定的逻辑，而避免程序的崩溃。

消息转发机制基本上分为三个步骤：
动态方法解析
备用接收者
完整转发

1、动态方法解析
对象在接收到未知的消息时，首先会调用所属类的类方法+resolveInstanceMethod:(实例方法)或者+resolveClassMethod:(类方法)。在这个方法中，我们有机会为该未知消息新增一个”处理方法”“。不过使用该方法的前提是我们已经实现了该”处理方法”，只需要在运行时通过class_addMethod函数动态添加到类里面就可以了。

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface MyClass : NSObject

@end

NSString* mergeString(id self, SEL _cmd, NSString *str1, NSString *str2)
{
    return [NSString stringWithFormat:@"%@%@", str1, str2];
}
#pragma mark - 动态方法解析
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    //获取方法名
    NSString *selectorString = NSStringFromSelector(sel);
    //根据方法名添加方法
    if ([selectorString isEqualToString:@"mergeString:andStr:"]) {
        class_addMethod([self class], sel, (IMP)mergeString, "@@:@@");
    }

    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

    MyClass *myClass = [[MyClass alloc] init];
    NSLog(@"%@", [myClass performSelector:@selector(mergeString:andStr:) withObject:@"123" withObject:@"456"]);

2、备用接收者
如果在上一步动态方法解析没有处理或无法处理消息，则Runtime会继续调方法：- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector，如果一个对象实现了这个方法，并返回一个非nil的结果，则这个对象会作为消息的新接收者，且消息会被分发到这个对象。当然这个对象不能是self自身，否则就是出现无限循环。当然，如果我们没有指定相应的对象来处理aSelector，则应该调用父类的实现来返回结果。

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface OtherClass : NSObject

/**
 *  把字符串转换为数组
 *
 *  @param str 需转换的字符串
 *
 *  @return 转换好的数组
 */## 标题 ##
- (NSArray *)arrayWithString:(NSString *)str;

@end


#import "OtherClass.h"

@implementation OtherClass

/**
 *  把字符串转换为数组
 *
 *  @param str 需转换的字符串
 *
 *  @return 转换好的数组
 */
- (NSArray *)arrayWithString:(NSString *)str
{
    if (str && (str != NULL) && (![str isKindOfClass:[NSNull class]]) && str.length > 0) {
        NSMutableArray *mArr = [NSMutableArray arrayWithCapacity:1];
        for (NSInteger index = 0; index < str.length; index++) {
            [mArr addObject:[str substringWithRange:NSMakeRange(index, 1)]];
        }

        return mArr;
    }

    return nil;
}

@end

在MyClass.m中添加如下方法：

#pragma mark - 备用接收者
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
    //获取方法名
    NSString *selectorString = NSStringFromSelector(aSelector);
    //根据方法名添加方法
    if ([selectorString isEqualToString:@"arrayWithString:"]) {
        OtherClass *otherClass = [[OtherClass alloc] init];

        return otherClass;
    }

    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

调用如下代码：

MyClass *myClass = [[MyClass alloc] init];
    NSLog(@"%@", [myClass performSelector:@selector(arrayWithString:) withObject:@"ee884y4hkshdf82983"]);

打印结果如下：
这里写图片描述

3.完整消息转发
如果在上一步备用接收者还不能处理未知消息，则唯一能做的就是启用完整的消息转发机制了。此时会调用方法：- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation，对象会创建一个表示消息的NSInvocation对象，把与尚未处理的消息有关的全部细节都封装在anInvocation中，包括selector，目标(target)和参数。我们可以在forwardInvocation方法中选择将消息转发给其它对象。

forwardInvocation:方法的实现有两个任务：
<1>定位可以响应封装在anInvocation中的消息的对象。这个对象不需要能处理所有未知消息。
<2>使用anInvocation作为参数，将消息发送到选中的对象。anInvocation将会保留调用结果，运行时系统会提取这一结果并将其发送到消息的原始发送者。

还有一个很重要的问题，我们必须重写以下方法：- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector,消息转发机制使用从这个方法中获取的信息来创建NSInvocation对象。因此我们必须重写这个方法，为给定的selector提供一个合适的方法签名。

向OtherClass.m中添加如下方法：

/**
 *  逆置字符串
 *
 *  @param str 需逆置的字符串
 *
 *  @return 置换后的字符串
 */
- (NSString *)inverseWithString:(NSString *)str
{
    if (str && (str != NULL) && (![str isKindOfClass:[NSNull class]]) && str.length > 0) {
        NSMutableString *mStr = [NSMutableString stringWithCapacity:1];
        for (NSInteger index = str.length; index > 0; index--) {
            [mStr appendString:[str substringWithRange:NSMakeRange(index - 1, 1)]];
        }

        return mStr;
    }

    return nil;
}

向MyClass.m中添加如下方法：

#pragma mark - 完整消息转发
//必须重写这个方法，为给定的selector提供一个合适的方法签名。
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
    NSMethodSignature *signature = [super methodSignatureForSelector:aSelector];

    if (!signature) {
        if ([OtherClass instancesRespondToSelector:aSelector]) {
            //获取方法签名
            signature = [OtherClass instanceMethodSignatureForSelector:aSelector];
        }
    }

    return signature;
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
    //anInvocation选择将消息转发给其它对象
    if ([OtherClass instancesRespondToSelector:anInvocation.selector]) {
        [anInvocation invokeWithTarget:[[OtherClass alloc] init]];
    }
}

如下方式调用代码：

    MyClass *myClass = [[MyClass alloc] init];
    NSLog(@"%@", [myClass performSelector:@selector(inverseWithString:) withObject:@"se239udfj48saofowe"]);

三、示例代码下载

代码下载请猛戳这里