Objective-C消息转发机制

相关demo

在看消息转发之前,我们先看一段代码,调用一个 nil 对象方法会咋样?

//Person.h
@interface Person : NSObject

//年龄
- (int)age;

@end

//Person.m
@implementation Person

- (int)age
{
    return 18;

}
@end

//调用地方
Person * p = nil;
NSLog(@"my age is :%d",[p age]);

要想几个问题,1,会 crash 吗? 为什么,2, log出来的值是18吗? 答案就是不会 crash 因为OC的函数调用都是通过objc_msgSend进行消息发送来实现的，相对于C和C++来说，对于空指针的操作会引起Crash的问题，而objc_msgSend会通过判断self来决定是否发送消息，如果self为nil，那么selector也会为空，直接返回，所以不会出现问题。视方法返回值，向nil发消息可能会返回nil(返回值为对象)、0（返回值为一些基础数据类型）或0X0（返回值为id）等,同时不能输出18. 使用clang -rewrite-objc xxxx.m 可以把一个类编译.

在如下代码,在MRC下创建别一个 p2 对象

Person * p2 = [[Person alloc] init];
[p2 release];

//PS:XXXXXX 对一个object做了release之后，这个object的引用计数会立即减1，但这个object并不一定就立即被free了。直到其引用计数变成0的时候，它才可能真正被free掉在没 free 之前 调用age前加一句log 就是等free了再调用 age 才会crash. 使用 sleep(10)效果是一样的,是不是有同学有时候加一句log后就有不同的运行结果可以查看是不是同样问题
NSLog(@"p2 count %ld",[p2 retainCount]);
NSLog(@"my age is :%d",[p2 age]);

猜一下会咋样?会看到

Thread 1: EXC_BAD_ACCESS (code=1, address=0x10

what? why? どういう意味ですか? 原因:一个对象已经被释放了,那么这个时候再去调用方法肯定是会Crash的，因为这个时候这个对象就是一个野指针（指向僵尸对象的指针）了，安全的做法是释放后将对象重新置为nil，使它成为一个空指针即 p2 = nil;

//3,调用一个定义了但没有实现的方法
Person * p3 = [Person new];
[p3 run];

运行后会出现这个错误

*** Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: '-[Person run]: unrecognized selector sent to instance 0x101555eb0'
*** First throw call stack:

run方法在调用时，系统会查看这个对象能否接收这个消息（没有实现这个方法），如果不能接收，就会调用下面这几个方法，给你“补救”的机会，你可以先理解为几套防止程序crash的备选方案，我们就是利用这几个方案进行消息转发，注意一点，前一套方案实现后一套方法就不会执行。如果这几套方案你都没有做处理，那么程序就会crash。 让程序不 crash 的方法 要用到 oc 的 消息转发机制 (message forwarding)

方案一 动态方法解析 ：

////////////////////////////////////////////////////////////////////
//1.1动态方法解析 类方法
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel
{
    NSLog(@"%s",__func__);
    if (sel == @selector(number))
    {
        return class_addMethod(object_getClass(self), sel, (IMP)number, "v@:");
    }
    return [super resolveClassMethod:sel];
}

void number(id self,SEL _cmd)
{
    NSLog(@"类方法: %s",__func__);

}

//1.2 动态方法解析 对象方法
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    NSLog(@"%s",__func__);
    if (sel == @selector(run))
    {
        return class_addMethod([self class], sel, (IMP)run, "v@:");
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

void run(id self,SEL _cmd)
{
    NSLog(@"对象方法: %s",__func__);
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////

调用方法
Person * p3 = [Person new];
[p3 run];
[Person number];

class_addMethod 方法说明

class_addMethodBOOL class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types),参数说明:

cls:要添加方法的类
name:选择器
imp:方法实现,IMP在objc.h中的定义是：typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);该方法至少有两个参数,self(id)和_cmd(SEL)
types:方法,参数和返回值的描述,"v@:"表示返回值为void,没有参数

types 参考表,如果你想让该方法选择器被传送到转发机制，那么就让resolveInstanceMethod:返回NO

方案二：消息重定向,

这个方案可以把消息转给其他对象, 换个说法就是人类处理不了这方法,让猴子类(其它类)来处理这个方法,有同学是不是想问猴子类也没有实现这个 run 方法咋办,代码会 crash 给你看

//Monkey.m
@implementation Monkey

- (void)run
{
    NSLog(@"猴子跑起来.");

}
@end

//Person.m 中添加如下方法 并注释上resolveInstanceMethod方法或返回 NO
//2 消息重定向,让别的类开处理这个消息
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
    NSLog(@"消息重定向 %s",__func__);
    if (aSelector == @selector(run))
    {
        return [Monkey new];
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

这样把消息重定向给Monkey classe 来处理 程序就不会 crash 了

方案三：消息转发

也是改变调用对象,使该消息在新对象上调用;不同是forwardInvocation方法带有一个NSInvocation对象,这个对象保存了这个方法调用的所有信息,包括SEL，参数和返回值描述等,JSPatch就是基于消息转发实现的,这一步需要实现两个方法:

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
    NSLog(@"消息转发:%s",__func__);
    return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
    NSLog(@"消息转发:%s",__func__);
    if (anInvocation.selector == @selector(run))
    {
        [anInvocation invokeWithTarget:[Monkey new]];
        return;
    }
    [super forwardInvocation:anInvocation];
}

小结

• 使用场景比如在 crash 之前 弹出一个aleart"数据出现异常需要重启 APP" 比崩用户一脸体验好一些.

• 当接收无法处理的 selector 时，则进入消息转发流程

• 消息转发流程可分为两阶段，一共有 3 次机会来处理未知的 selector

  第一阶段为 动态方法解析 阶段，用来为类动态添加方法，第二阶段才是正在的消息转发阶段，该阶段可以将未知的 selector 转发到一个或者多个对象中来处理

• 消息转发流程完成后，都不做任何处理的话，这进入 doesNotRecognizeSelector 方法从而抛出异常

• 如果将消息转发到其他对象来处理，则需要重写 respondsToSelector 方法来保证该方法正常工作

• NSProxy 类是基于消息转发机制来实现的动态代理模式

• 消息转发机制可用来实现 @dynamic 属性、代理模式、多重继承等

其它资料:

• runtime源码

• JSPatch-实现原理详解