iOS消息发送和转发示例详解
iOS消息发送和转发⽰例详解
前⾔龙之谷2转
Objective-C 是⼀门动态语⾔，它将很多静态语⾔在编译和链接时期做的事情，放到了运⾏时来处理。之所以能具备这种特性，离不开 Runtime 这个库。Runtime 很好的解决了如何在运⾏时期到调⽤⽅法这样的问题。下⾯话不多说了，来⼀起学习学习吧。
消息发送
在 Objective-C 中，⽅法调⽤称为向对象发送消息：
// MyClass 类
@interface MyClass: NSObject
- (void)printLog;
@end
@implementation MyClass
- (void)printLog {
NSLog(@"print log !");
}
@end
MyClass *myClass = [[MyClass alloc] init];
[myClass printLog];
// 输出： print log !
上⾯代码中的 [myClass printLog] 也可以这么写：
((void (*)(id, SEL))(void *) objc_msgSend)(myClass, @selector(printLog));
[myClass printLog] 经过编译后就是调⽤ objc_msgSend ⽅法。
我们看看这个⽅法的⽂档定义：
id objc_msgSend(id self, SEL op, ...);
self：消息的接收者 op：消息的⽅法名，C 字符串 ... ：参数列表
Runtime 是如何到实例⽅法的具体实现的？
基础概念
讲之前，我们需要先明⽩⼀些基础概念：Objective-C 是⼀门⾯向对象的语⾔，对象⼜分为实例对象、类对象、元类对象以及根元类对象。它们是通过⼀个叫 isa 的指针来关联起来，具体关系如下图：
以我们上⽂的代码为例：
MyClass *myClass = [[MyClass alloc] init];
整理下相互间的关系：
myClass 是实例对象
MyClass 是类对象
MyClass 的元类就是 NSObject 的元类
NSObject 就是 Root class (class)
NSObject 的 superclass 为 nil
NSObject 的元类就是它⾃⼰
NSObject 的 superclass 就是 NSObject
对应上图中的位置关系如下：
接着，我们⽤代码来验证下上⽂的关系：
MyClass *myClass = [[MyClass alloc] init];
Class class = [myClass class];
Class metaClass = object_getClass(class);
Class metaOfMetaClass = object_getClass(metaClass);
Class rootMetaClass = object_getClass(metaOfMetaClass);
Class superclass = class_getSuperclass(class);
Class superOfSuperclass = class_getSuperclass(superclass);
Class superOfMetaOfSuperclass = class_getSuperclass(object_getClass(superclass));
NSLog(@"MyClass 实例对象是：%p",myClass);
NSLog(@"MyClass 类对象是：%p",class);
NSLog(@"MyClass 元类对象是：%p",metaClass);
NSLog(@"MyClass 元类对象的元类对象是：%p",metaOfMetaClass);
NSLog(@"MyClass 根元类对象是：%p",rootMetaClass);
NSLog(@"MyClass ⽗类是：%@",class_getSuperclass(class));
NSLog(@"MyClass ⽗类的⽗类是：%@",superOfSuperclass);
NSLog(@"MyClass ⽗类的元类的⽗类是：%@",superOfMetaOfSuperclass);
NSLog(@"NSObject 元类对象是：%p",object_getClass([NSObject class]));
NSLog(@"NSObject ⽗类是：%@",[[NSObject class] superclass]);
NSLog(@"NSObject 元类对象的⽗类是：%@",[object_getClass([NSObject class]) superclass]);
//输出：
MyClass 实例对象是：0x60c00000b8d0
MyClass 类对象是：0x109ae3fd0
MyClass 元类对象是：****0x109ae3fa8
MyClass 元类对象的元类对象是：****0x10ab02e58**
MyClass 根元类对象是：0x10ab02e58
MyClass ⽗类是：NSObject
MyClass ⽗类的⽗类是：(null)
MyClass ⽗类的元类的⽗类是：NSObject
NSObject 元类对象是：0x10ab02e58
NSObject ⽗类是：(null)
NSObject 元类对象的⽗类是：NSObject
可以发现，输出结果是完全符合我们的结论的！
现在我们能知道各种对象之间的关系：
实例对象通过 isa 指针，到类对象 Class；类对象同样通过 isa 指针，到元类对象；元类对象也是通过 isa 指针，到根元类对象；最后，根元类对象的 isa 指针，指向⾃⼰。可以发现 NSObject 是整个消息机制的核⼼，绝⼤数对象都继承⾃它。
寻流程
上⽂提到了，⼀个 Objective-C ⽅法会被编译成 objc_msgSend，这个函数有两个默认参数，id 类型的 self, SEL 类型的 op。我们先看看 id 的定义：
typedef struct objc_object *id;
struct objc_object {
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
我们可以看到，在 objc_object 结构体中，只有⼀个指向 Class 类型的 isa 指针。
吴亦凡14岁女孩聊天记录我们再看看 Class 的定义：
struct objc_class {
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
Class _Nullable super_class OBJC2_UNAVAILABLE;
const char * _Nonnull name OBJC2_UNAVAILABLE;
long version OBJC2_UNAVAILABLE;
long info OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list * _Nullable ivars OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache * _Nonnull cache OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list * _Nullable protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
⾥⾯有很多参数，很显眼的能看到这⼀⾏：
struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
看名字也容易理解，这个 methodLists 就是⽤来存放⽅法列表的。我们再看看 objc_method_list 这个结构体：
struct objc_method_list {
struct objc_method_list * _Nullable obsolete OBJC2_UNAVAILABLE;
int method_count OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
int space OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
/* variable length structure */
struct objc_method method_list[1] OBJC2_UNAVAILABLE;
}
⾥⾯的 objc_method ，也就是我们熟悉的 Method：
struct objc_method {
SEL _Nonnull method_name OBJC2_UNAVAILABLE;
char * _Nullable method_types OBJC2_UNAVAILABLE;
IMP _Nonnull method_imp OBJC2_UNAVAILABLE;
}
Method ⾥⾯保存了三个参数：
⽅法的名称
⽅法的类型
⽅法的具体实现，由 IMP 指针指向
经过层层挖掘，我们能明⽩实例对象调⽤⽅法的⼤致逻辑：
MyClass *myClass = [[MyClass alloc] init];
[myClass printLog];
先被编译成((void (*)(id, SEL))(void *) objc_msgSend)(myClass, @selector(printLog));
沿着⼊参 myClass 的 isa 指针，到 myClass 的类对象（Class），也就是 MyClass
接着在 MyClass 的⽅法列表 methodLists 中，到对应的 Method
最后到 Method 中的 IMP 指针，执⾏具体实现
类对象的类⽅法⼜是怎么到并执⾏的？
由上⽂，我们已经知道，实例对象是通过 isa 指针，到其类对象（Class）中保存的⽅法列表中的具体实现的。
⽐如：
MyClass *myClass = [[MyClass alloc] init];
[myClass printLog];
可以理解为：printLog ⽅法就是保存在 MyClass 中的。
那么如果是个类⽅法，⼜是保存在什么地⽅的呢？
我们回顾下 Class  的定义：
struct objc_class {
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
Class _Nullable super_class OBJC2_UNAVAILABLE;
const char * _Nonnull name OBJC2_UNAVAILABLE;父亲节
long version OBJC2_UNAVAILABLE;
long info OBJC2_UNAVAILABLE;初中自我介绍
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list * _Nullable ivars OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache * _Nonnull cache OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list * _Nullable protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
可以发现到这⼀⾏：
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
这⾥的 isa 同样是指向⼀个 Class 的指针。上⽂中，我们也知道了类对象的 isa 指针是指向元类对象的。那么不难得出：
类对象的类⽅法，是保存在元类对象中的！
类对象和元类对象都是  Class 类型，仅仅服务的对象不同罢了。到了元类对象，⾃然就到了元类对象中的 methodLists，接下来就和实例对象的⽅法寻调⽤⼀样的流程了。
关于⽗类（superclass）
在 Objective-C 中，⼦类调⽤⼀个⽅法，如果没有⼦类没有实现，⽗类实现了，会去调⽤⽗类的实现。上⽂中，到methodLists 后，寻 Method 的过程如下：
如何提⾼⽅法查的效率？
上⽂中，我们⼤概知道，⽅法是通过 isa 指针，查 Class 中的 methodLists 的。如果⼦类没实现对应的⽅法实现，还会沿着⽗类去查。整个⼯程，可能有成万上亿个⽅法，是如何解决性能问题的呢？
例如：
for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
MyClass *myObject = myObjects[i];
[myObject methodA];
}
这种⾼频次的调⽤ methodA，如果每调⽤⼀次都需要遍历，性能是⾮常差的。所以引⼊了 Class Cache 机制：
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Class Cache 认为，当⼀个⽅法被调⽤，那么它之后被调⽤的可能性就越⼤。
查⽅法时，会先从缓存中查，到直接返回；不到，再去 Class 的⽅法列表中。
在上⽂中 Class 的定义中，我们可以发现  cache：
struct objc_cache * _Nonnull cache OBJC2_UNAVAILABLE;
说明了缓存是存在类中的，每个类都有⼀份⽅法缓存，⽽不是每个类的 object 都保存了⼀份。
消息转发
如果⽅法列表（methodLists）没到对应的 selector 呢？
// ViewController.m 中（未实现 myTestPrint ⽅法）
[self performSelector:@selector(myTestPrint:) withObject:@"，你好！"];
系统会提供三次补救的机会。
第⼀次
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {} (实例⽅法)
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel {} (类⽅法)
这两个⽅法，⼀个针对实例⽅法；⼀个针对类⽅法。返回值都是 Bool。
使⽤⽰例：
// ViewController.m 中
void myMethod(id self, SEL _cmd,NSString *nub) {
NSLog(@"ifelseboyxx%@",nub);
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wundeclared-selector"
if (sel == @selector(myTestPrint:)) {
#pragma clang diagnostic pop
class_addMethod([self class],sel,(IMP)myMethod,"v@:@");
return YES;
}else {
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
}
我们只需要在 resolveInstanceMethod: ⽅法中，利⽤ class_addMethod ⽅法，将未实现的 myTestPrint: 绑定到 myMethod 上就能完成转发，最后返回 YES。
第⼆次
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {}
这个⽅法要求返回⼀个 id。使⽤场景⼀般是将 A 类的某个⽅法，转发到 B 类的实现中去。
使⽤⽰例：
想转发到 Person 类中的 -myTestPrint: ⽅法中：
@interface Person : NSObject
@end
@implementation Person
- (void)myTestPrint:(NSString *)str {
NSLog(@"ifelseboyxx%@",str);
}
@end
/
/ ViewController.m 中
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wundeclared-selector"
if (aSelector == @selector(myTestPrint:)) {
#pragma clang diagnostic pop
return [Person new];
}else{
return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
}
第三次
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {}
第⼀个要求返回⼀个⽅法签名，第⼆个⽅法转发具体的实现。⼆者相互依赖，只有返回了正确的⽅法签名，才会执⾏第⼆个⽅法。
这次的转发作⽤和第⼆次的⽐较类似，都是将 A 类的某个⽅法，转发到 B 类的实现中去。不同的是，第三次的转发相对于第⼆次更加灵活，forwardingTargetForSelector: 只能固定的转发到⼀个对象；forwardInvocation:  可以让我们转发到多个对象中去。
使⽤实例：
想转发到 Person 类以及 Animal 类中的 -myTestPrint: ⽅法中：
@interface Person : NSObject
@end
@implementation Person
- (void)myTestPrint:(NSString *)str {
NSLog(@"ifelseboyxx%@",str);
}
@end
@interface Animal : NSObject
@end
@implementation Animal
- (void)myTestPrint:(NSString *)str {
NSLog(@"tiger%@",str);
}
@end
// ViewController.m 中
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wundeclared-selector"
if (aSelector == @selector(myTestPrint:)) {
#pragma clang diagnostic pop
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:@"];
}
return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
-
(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
Person *person = [Person new];
Animal *animal = [Animal new];
if ([person respondsToSelector:anInvocation.selector]) {
[anInvocation invokeWithTarget:person];健康证怎么办
}
if ([animal respondsToSelector:anInvocation.selector]) {

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