12.9 消息转发机制

参考内容: Objective-C 消息发送与转发机制原理

首先来看下消息转发的整体流程图
image.png

当一个对象的方法被调用的时候,首先在对象所属的类或者元类中查找方法,如果没有则在其对应的父类中进行查找,一直查找到根类NSObject。如果四种没有找到方法的实现,则进入消息转发的步骤中。

第一个阶段:动态消息解析

这一步是在lookupImpAndLoadcache3函数通过调用 IMP lookUpImpOrForward(Class cls, SEL sel, id inst,bool initialize, bool cache, bool resolver)函数中实现的,此时resolver会传YES。当你在类和其继承关系的cache list,method List中都没有找到对应的方法实现。这个时候会给一次动态添加方法实现的机会。只有一次,通过一个局部变量来控制。

具体步骤如下:

void walkFunc(id self, SEL _cmd) {
    //let the dog walk
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    NSString * selString = NSStringFromSelector(sel);
    if ([selString isEqualToString:@"walk"]) {
        class_addMethod(self.class, @selector(walk), (IMP)walkFunc, "@:");
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

之前我们通过方法之找IMP,就是通过方法名字,找方法实现,因为没有找到,所以进入动态消息解析的阶段,它实际上做的就是给张这个方法子添加一个方法实现。然后再次通过内部函数调用,调用到lookupImpOrNil函数进入lookUpImpOrForward,此时resolver传参是NO。再次进行一次方法实现的查询。查找到之前的函数实现。

类方法和实例方法有不同的调用方法。

+ (Bool)resolveInstanceMethod:(SEL)sel;
+ (Bool)resolveClassMethod:(SEL)sel;

第二个阶段:Message Forwarding

之前在消息传递的逻辑中,也就是lookUpImpOrForward这个方法的最后,如果通过动态解析也没有找到应该调用的方法实现,那么就会将IMP赋值 _objc_msgForward_impcache作为返回值,最终回到objc_msgSend所在的汇编语言里。

其实_objc_msgForward_impcache就是一个汇编语言的入口,

我们只看正常跳转到__objc_msgForward(jne条件跳转到__objc_msgForward_stet)

在__objc_msgForward中调用了 _objc_forward_handler
image.png

而在objc-runtime中,对 _objc_forward_handler进行了定义,还提供了一个默认的实现,和set方法。
image.png
但是具体这个setForwardHandler是如何实现的可以参考开头提到的资料,我并没有完全理解,强写在这里也只是充数,就先不赘述了。接下来说下,针对于第二阶段,我们需要做重写的几个方法吧,这几个方法也是在setForwardHandler中去判断是否实现来调用的。

从消息转发流程图中可以看到,消息转发的第二步是 - (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector;方法的调用。

如果该方法返回了一个非nil(也不能是self)的对象,而且该对象实现了这个方法,那么这个对象就成了消息的接收者,消息就被分发到该对象。

所以这一步的作用就是如果调用A的一个function,但是A并没有实现,但是B实现了这个function,然后在A中查找function没有查找到,但是A实现了forwardingTargetForSelector,我们可以在这个方法中返回B,让系统去B中查找这个方法,并完成调用。

比如:blackDog让女朋友whiteDog来接收这个消息

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    NSString * selString = NSStringFromSelector(aSelector);
    if ([selString isEqualToString:@"walk"]) {
        return self.whiteDog;
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
消息转发的第三步
  • (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation;
    当上一步return了一个新的对象之后,会回到objc_msgSend给这个新对象发送之前的selector,再重新走一次消息传递的流程,最终再次来到了新对象所属类的forwardingTargetForSelector方法,这里如果没有再次重新,则进入消息转发的第三步。

这里首先进入的并不是forwardInvocation而是methodSignatureForSelector,它们是成对儿出现的。

methodSignatureForSelector的作用是根据Objective-C Type Encodings生成一个方法签名,然后系统用这个方法签名去生成NSInvocation对象,NSInvocation对象封装了最原始的消息和参数,然后执行forwardInvocation方法。

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
        if (aSelector == @selector(setIdentifier:)) {
            NSMethodSignature *sign = [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];//这个参数要参考上面的Objective-C Type Encodings
            return sign;
        }
        return nil;
}

方法签名后面的参数(“V@:”),怎么来的?

根据Objective-C Type Encodings。


image.png

先要了解的是,每个方法都有self和_cmd两个默认的隐藏参数,self即接收消息的对象本身,_cmd即是selector选择器,所以,描述的大概格式是:返回值@:参数。@即为self,:对应_cmd(selector).返回值和参数根据不同函数定义做具体调整。

这里的V@: 就代表一个返回值为void,没参数类型的SEL。

forwardInvocation这个方法的实现可以写的很简单,只需要改变调用目标,使消息在新目标上得以调用即可。然而这样实现出来的方法与转发的第二个步骤所实现的方法等效,所以很少有人采用这么简单的实现方式。比较有用的实现方式为:在触发消息前,先以某种方式改变消息内容,比如追加另外一个参数,或者是改换选择子等等。实现此方法时若发现不应该由本类处理,则需要调用超类的同名方法。这样的话,继承体系中的每个类都有机会处理此调用请求,直至NSObject。如果最后调用了NSObject类的方法,那么该方法还会继而调用”doesNotRecognizeSelector:“以抛出异常,此异常表明选择子最终未能得到处理。
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