iOS消息转发机制和使用

消息转发机制的回顾以及涉及的几个方法的备忘

一、OC消息发送原理 + 消息转发机制

1、由于OC的动态特性，只有当程序运行起来之后，才知道要真正执行哪个函数（动态绑定）。在编译过程向类发送了其无法理解的消息并不会报错，因为在运行时，我们可以改变对象调用的方法、向类中添加方法。

2、OC消息发送原理、方法查找过程

（1）调用一个方法（包括respondsToSelector），编译器将OC代码，转换成C函数，给对象发送消息 ： void objc_msgSend(id self, SEL cmd,...) ，第一个参数是接收者，第二个参数是方法（名），后面是消息的参数。

（2）objc_msgSend查找方法的过程：

• 实例对象根据其isa指针，找到其所属的class，然后遍历其methodLists，如果找到则根据IMP函数指针去调用，并且缓存（objc_cache）；如果没有找到，那么根据这个类的super_class找到其父类，再看其父类是否能相应这个方法就可以了，直到super_class为nil时，就无法响应这个方法了，此时就触发消息转发机制。
• 当使用类名调用类方法(+方法)时，只需要根据class的isa指针，找到其meta-class，然后通过meta-class的methodLists找到相应的方法既可（“类”是“元类”的对象）。

3、如果对象接收到无法解读的消息后（未查询到该方法），就会启动“消息转发”机制，我们可在此过程告诉对象应该如何处理未知消息。如果我们不做任何处理，或处理无效，则会调用doesNotRecognizeSelector：，造成异常崩溃：unrecognized selector sent to instance 0xxx 

二、消息转发机制的处理过程

 消息转发机制依次的三个过程：

1、动态方法解析

第一阶段，先征询接收者所属的类，是否需要动态的添加方法，用来处理当前未找到的方法。对象在无法解读消息时会首先调用所属类的下列类方法，来判断是否能接收消息：

• + (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)selector，参数为那个未知的选择子，返回值表示这个类能否新增一个实例方法处理此选择子。
• 如果是类方法 ，则调用  + (BOOL) resolveClassMethod:(SEL)selector，有一点要注意，类方法的添加需要在其“元类”里面。

举例：

//消息转发机制的第一步 ：动态方法解析
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    NSString *selName = NSStringFromSelector(sel);
    if ([selName hasPrefix:@"doSomeThing"]) {//判断特定无法响应的方法
        class_addMethod(self, sel, (IMP)otherOneDoSomeThing, "v@:");//动态添加响应方法
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

//动态将实现转到这个函数（或者就是单纯的添加doSomeThing方法）
void otherOneDoSomeThing(id self ,SEL _cmd){
    NSLog(@"class:%@, sel:%s",self,sel_getName(_cmd));
    NSLog(@"原对象无法响应该消息，在动态方法解析时添加了一个方法来处理该消息");
}

2、备用的接收者

第二阶段，如果动态方法解析没有发现添加的方法，那么尝试转发给其他对象来处理这个方法。该步骤调用的方法是：

• - (id) forwardingTargetForSelector:(SEL)selector

举例：

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
    NSString * selString = NSStringFromSelector(aSelector);
    if([@"doSomeThing" isEqualToString:selString]){
        OtherObject *someone = [[OtherObject alloc] init];//备选对象
        if ([someone respondsToSelector:aSelector]) {
            return someone;//如果可以响应该方法，则直接转交新对象处理
        }
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];//如果无合适的备选对象，则继续转发
}

3、完整的消息转发机制

第三阶段，如果没有可用的备选者，那么系统就会把消息所有相关内容封装成一个NSInvocation对象，再做最后的尝试，启动完整的消息转发。先调用methodSignatureForSelector:获取方法签名，然后再调用forwardInvocation:进行处理，这一步的处理可以直接转发给其它对象，即和第二步的效果等效，但是很少有人这么干，因为消息处理越靠后，就表示处理消息的成本越大，性能的开销就越大。所以，在这种方式下，一般会改变消息内容，比如增加参数，改变选择子等等，具体根据实际情况而定。

•  - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
•  - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation

举例

//获取方法签名
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
    NSString *method = NSStringFromSelector(aSelector);
    if ([@"doSomeThing" isEqualToString:method]) {
        /* 手动创建签名
         写法例子一  v@:@
         字符说明：（1）v:返回值类型void;（2）@:id类型,执行sel的对象;（3): SEL;（4）@:参数
         
         写法例子二  @@:
         字符说明：（1）@:返回值类型id;(2)@:id类型,执行sel的对象;(3)：SEL
        
         */
        NSMethodSignature *signature = [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:@"];
        return signature;
    }
    return nil;
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
    //*-----------  处理方式一：不改变sel -------------*/
    // 拿到这个消息
    SEL selector = [anInvocation selector];
    // 转发消息
    AnotherObject *otherObject = [[AnotherObject alloc] init];
    if ([otherObject respondsToSelector:selector]) {
        // 调用这个对象,进行转发
        [anInvocation invokeWithTarget:otherObject];
    } else {
        [super forwardInvocation:anInvocation];
    }
    //*---------------------------------------------*/

    //*-----------  处理方式二：改变sel -------------*/
    SEL selector = @selector(myAnotherMethod:);
    NSMethodSignature *signature = [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:@"];
    anInvocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:signature];
    [anInvocation setTarget:self];
    [anInvocation setSelector:@selector(myAnotherMethod:)];
    NSString *param = @"参数";
    // 消息的第一个参数是self，第二个参数是选择子，所以"参数"是第三个参数
    [anInvocation setArgument:&param atIndex:2];
    
    if ([self respondsToSelector:selector]) {//如果自己响应，就自己处理
        [anInvocation invokeWithTarget:self];
        return;
    } else {
        AnotherObject * otherObject = [[AnotherObject alloc] init];
        if ([otherObject respondsToSelector:selector]) {//交给另外的对象来处理
            [anInvocation invokeWithTarget:otherObject];
            return;
        }
    }
    [super forwardInvocation:anInvocation];
    //*---------------------------------------------*/
}

//类中的另一个方法，来处理消息
- (void)myAnotherMethod:(NSString*)para
{
    NSLog(@"交给我自己的另一个方法来处理：%@", para);
}

三、应用场景

1、 为@dynamic实现方法

使用 @synthesize 可以为 @property 自动生成 getter 和 setter 方法（现 Xcode 版本中，会自动生成），而 @dynamic 则是告诉编译器，不用生成 getter 和 setter 方法。当使用 @dynamic 时，我们可以使用消息转发机制，来动态添加 getter 和 setter 方法。当然你也用其他的方法来实现。

2、间接实现多继承

Objective-C本身不支持多继承，这是因为消息机制名称查找发生在运行时而非编译时，很难解决多个基类可能导致的二义性问题，但是可以通过消息转发机制在内部创建多个功能的对象，把不能实现的功能给转发到其他对象上去，这样就做出来一种多继承的假象。转发和继承相似，可用于为OC编程添加一些多继承的效果，一个对象把消息转发出去，就好像他把另一个对象中放法接过来或者“继承”一样。消息转发弥补了objc不支持多继承的性质，也避免了因为多继承导致单个类变得臃肿复杂。

3、实现多重代理

利用消息转发机制可以无代码侵入的实现多重代理，让不同对象可以同时代理同个回调，然后在各自负责的区域进行相应的处理，降低了代码的耦合程度。

这里就是利用了消息转发机制的第三个阶段，将NSIvocation分发给多个代理去响应。

https://blog.csdn.net/kingjxust/article/details/49559091

 

4、JSPatch --iOS动态化更新

• JSPatch，通过消息转发机制来进行JS和OC的交互，从而实现iOS的热更新。

• 虽然苹果大力整改热更新让JSPatch的审核通过率在有一段时间里面无法过审，但是后面bang神对源码进行代码混淆之后，基本上是可以过审了。

• 下面截图只摘出来用到消息转发的部分：关键点就是在第三阶段，通过invocation拿到方法参数，然后传给JS，调用JS的实现函数。

  http://blog.cnbang.net/tech/2808/
  http://blog.cnbang.net/tech/2855/

四、总结

1、消息转发机制的时机图示

2、简单理解

（1）首先，若对象无法响应某个方法调用，则进入消息转发流程。

（2）开始第一步，通过运行时的动态方法解析，可以将需要的某个方法，加入到类中。

（3）上一步失败，开始第二步，将消息转发给其他对象处理。

（4）上述两步失败，启动完整的消息转发机制，通过封装NSInvocation，明确指出方法的响应者（甚至改变SEL）。

（5）上述都失败，抛出异常。