Objective-C的方法和消息转发

objc_msgSend 解读

在Objective-C 中，所有的消息传递中的“消息“都会被转换成一个 selector 作为 objc_msgSend 函数的参数：

[object hello] -> objc_msgSend(object, @selector(hello))

SEL 的定义是 typedef struct objc_selector *SEL; objc_selector并没有出现在源码当中，但是

	NSLog  (@ "SEL=%s",  @selector (hello ));
	输出 SEL = hello

可以推测 SEL 大概可以理解为一个字符串

将网友调试好的 OC Runtime 源码包下载下来，设置断点在 lookUpImpOrForward 处，然后开始解读objc_msgSend发送顺序

@interface CustomObject : NSObject
-(void)test;
@end

@implementation CustomObject

-(void)test{
    printf("This is CustomObject test func");
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        CustomObject *obj = [[CustomObject alloc] init];
        NSLog(@"%p", @selector(test));
        [obj test];
        
    }
    return 0;
}

上面是添加的OC类测试代码，下面是objc_msgSend调用用来查找对象消息选择子的方法。为了提高性能，频繁的获取方法一定会有一个缓存列表，先假设没有缓存的情况，消息是如何转发的。

IMP lookUpImpOrForward(Class cls, SEL sel, id inst, 
                       bool initialize, bool cache, bool resolver)
{
    Class curClass;
    IMP imp = nil;
    Method meth;
    bool triedResolver = NO;

    runtimeLock.assertUnlocked();

    // Optimistic cache lookup
    if (cache) {	  //cache参数是NO，直接跳过
        imp = cache_getImp(cls, sel);
        if (imp) return imp;
    }

    if (!cls->isRealized()) { //没实现这个类就将它实现
        rwlock_writer_t lock(runtimeLock);
        realizeClass(cls);
    }

    if (initialize  &&  !cls->isInitialized()) { //没有初始化就初始化这个类
        _class_initialize (_class_getNonMetaClass(cls, inst));
    }

 retry:
    runtimeLock.read(); //上锁读写锁，为了防止缓存区被其他线程刷新
    imp = cache_getImp(cls, sel);
    if (imp) goto done;
    meth = getMethodNoSuper_nolock(cls, sel); //在自身的类里寻找方法,通过传入sel，在自己的methodsList里查找method_t结构体，这里面有IMP指针还有SEL。
    if (meth) { 
        log_and_fill_cache(cls, meth->imp, sel, inst, cls);
        imp = meth->imp;
        goto done;
    }
    curClass = cls;
    while ((curClass = curClass->superclass)) {//找不到，就循环遍历父类。
        imp = cache_getImp(curClass, sel);
        if (imp) {
            if (imp != (IMP)_objc_msgForward_impcache) {
                log_and_fill_cache(cls, imp, sel, inst, curClass);
                goto done;
            }
            else {
                break;
            }
        }

        // Superclass method list.
        //在父类的方法列表里寻找
        meth = getMethodNoSuper_nolock(curClass, sel);
        if (meth) {
            log_and_fill_cache(cls, meth->imp, sel, inst, curClass);
            imp = meth->imp;
            goto done;
        }
    }
	//最终也没有在继承链里找到方法，尝试方法决议。
    if (resolver  &&  !triedResolver) { 
        runtimeLock.unlockRead();
        _class_resolveMethod(cls, sel, inst);//调用 NSObject：+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel 方法
        triedResolver = YES;
        goto retry;
    }
    imp = (IMP)_objc_msgForward_impcache; //如果还没有解决，那么将imp设置成_objc_msgForward_impcache函数指针进入消息转发流程。
    cache_fill(cls, sel, imp, inst);//然后加入缓存

 done:
    runtimeLock.unlockRead();

    return imp;
}

这个过程总结：

缓存命中
查找当前类的缓存及方法
查找父类的缓存及方法
方法决议
消息转发

消息转发

_objc_msgForward 是一个C语言的全局函数，当NSObject 接收到未知的消息时就会返回这个_objc_msgForward的函数，并传入 id，sel，args调用。调用结果就是实现消息的转发，_objc_msgForward里面会依次对id发送这些消息。

resolveInstanceMethod: ／ resolveClassMethod: 这里可以有机会用class_addMethod 方法马上给自己添加一个方法实现

+ (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
    if (aSEL == @selector(resolveThisMethodDynamically))
    {
          class_addMethod([self class], aSEL, (IMP) dynamicMethodIMP, "v@:");
          return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:aSel];
}
//注意事项：
//根据Demo实验，这个函数返回的BOOL值系统实现的objc_msgSend函数并没有参考，无论返回什么系统都会尝试再次用SEL找IML，如果找到函数实现则执行函数。如果找不到继续其他查找流程。

forwardingTargetForSelector: 尝试找到一个能响应该消息的对象，return otherObj or 也可以直接返回 nil 就会调用 doesNotRecognizeSelector ,这里可以用于在对象和代理插入中间者，实现代理方法的捕获。

//将消息转出某对象
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
    NSLog(@"MyTestObject _cmd: %@", NSStringFromSelector(_cmd));

    NoneClass *none = [[NoneClass alloc] init];
    if ([none respondsToSelector: aSelector]) {
        return none;
    }
    
    return [super forwardingTargetForSelector: aSelector];
}

methodSignatureForSelector: 自己不能实现又找不到别的对象，那么就用NSInvocation打包这个消息的所有信息传给 forwardInvocation: 做最后的消息转发 , 这个 methodSignatureForSelector:方法可以自己签名这个sel，也可以从别的类获取这个签名。最后也可以直接返回 nil 就会调用 doesNotRecognizeSelector

//NSMethodSignature 方法签名：描述了sel的返回值和参数。
//自己来构造这个sel的签名
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)selector
{
    NSString *sel = NSStringFromSelector(selector);
    if ([sel rangeOfString:@"set"].location == 0) {
        //动态造一个 setter函数
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:@"];
    } else {
        //动态造一个 getter函数
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"@@:"];
    }
}
//从其他类获取这个sel的签名
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)selector
{
     NSMethodSignature *signature = [super methodSignatureForSelector:selector];
     if (!signature) {
         signature = [target methodSignatureForSelector:selector];
     }
     return signature;
}

forwardInvocation: 这里得到已经签名好的invocation。此时invocation这里面的Target是self，可以调用 invokeWithTarget 发送给别的target。


//发送给别的target。比如中间类，
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
      for (id target in self.allDelegates) {
           if ([target respondsToSelector:anInvocation.selector]) {
                [anInvocation invokeWithTarget:target];
           }
      }
}

doesNotRecognizeSelector:

使用场景在一个函数找不到时，Objective-C提供了三种方式去补救：

1、调用resolveInstanceMethod给个机会让类添加这个实现这个函数

2、调用forwardingTargetForSelector让别的对象去执行这个函数

3、调用methodSignatureForSelector（函数符号制造器）和forwardInvocation（函数执行器）灵活的将目标函数以其他形式执行。

如果都不中，调用doesNotRecognizeSelector抛出异常。

函数调用

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