为何Objective-C的消息转发要设计三个阶段？

咱们知道，在Objective-C中若是给一个对象发送一条它没法处理的消息，就会进入下图描述的消息转发（Message Forwarding）流程，可是为何要设计这么复杂的流程呢？

消息转发能够分为三个阶段，不一样资料中每一个阶段的名称不太同样，苹果的官方文档也没有明确指出这三个阶段，因此这里阶段的名称仅供参考。

下面咱们就经过详细解读每一个阶段来回答开篇提出的问题。

第一阶段：动态方法解析（Dynamic Method Resolution）

有些状况下，你但愿可以为一个方法动态地提供实现。例如，Objective-C中能够将一个属性声明为@dynamic

@dynamic propertyName;
复制代码

这样你就告诉编译器，与这个属性相关联的setter和getter方法会被动态添加。编译器就不会自动为你建立setter和getter以及对应的成员变量（instance variable或叫Ivar）。

你能够经过实现方法resolveInstanceMethod:或resolveClassMethod:为指定的selector动态添加实现。

一个 Objective-C方法不过是一个C函数，这个函数最少有两个参数——self和_cmd。你能够经过class_addMethod函数把一个函数添加到一个类中。你须要提供相似下面的函数：

void dynamicMethodIMP(id self, SEL _cmd) {
    // implementation ....
}
复制代码

在消息转发的流程中，使用resolveInstanceMethod:动态地将一个函数添加为一个类的方法：

@implementation MyClass
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
    if (aSEL == @selector(resolveThisMethodDynamically)) {
          class_addMethod([self class], aSEL, (IMP) dynamicMethodIMP, "v@:");
          return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:aSEL];
}
@end
复制代码

class_addMethod最后一个参数叫作types，是一个描述方法的参数类型的字符串。

v表明void，@表明对象或者说id类型，:表明方法选择器SEL。具体参见：Objective-C Runtime Programming Guide->Type Encodings

上面的dynamicMethodIMP，返回值是void，两个入参分别是id和SEL，因此描述这个方法的参数类型的字符串就是"v@:"

这个阶段的意义是为一个类动态提供方法实现。严格来讲，还没进入消息转发流程。respondsToSelector:和instancesRespondToSelector:也会调用resolveInstanceMethod:。也就是说，若是resolveInstanceMethod:返回了YES，那么respondsToSelector:和instancesRespondToSelector:都会返回YES。

在CoreData中，有些属性标记为@dynamic，这些属性的值背后是经过数据库来更新和获取的，并不须要一个成员变量。因此就会为这些属性的setter和getter方法实现resolveInstanceMethod:，返回YES，并经过数据库来设置或者获取该属性的值。

第二阶段：替换消息接收者（快速转发）

若是第一阶段resolveInstanceMethod:返回了NO，就会调用forwardingTargetForSelector:询问是否把消息转发给另外一个对象。这至关于把objc_msgSend的第一个参数改成另外一个对象，消息的接收者就改变了。

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    return someOtherObject;
}
复制代码

第三阶段：彻底消息转发机制

若是第二阶段的forwardingTargetForSelector:返回了nil，这就进入了所谓彻底消息转发的机制。

首先调用methodSignatureForSelector:为要转发的消息返回正确的签名：

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    if ([NSStringFromSelector(aSelector) isEqualToString:@"foo"]) {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
复制代码

返回了正确的签名后，就会调用forwardInvocation:将消息转发

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    NSLog(@"forwardInvocation");
    SomeOtherObject *someOtherObject = [SomeOtherObject new];
    if ([someOtherObject respondsToSelector:[anInvocation selector]]) {
        [anInvocation invokeWithTarget:someOtherObject];
    } else {
        [super forwardInvocation:anInvocation];
    }
}
复制代码

上面代码是将消息转发给其余对象，其实这与第二阶段中示例代码作的事情是同样的。区别就在于这个阶段会有一个NSInvocation对象。

NSInvocation是一个用来存储和转发消息的对象。它包含了一个Objective-C消息的全部元素：一个target，一个selector，参数和返回值。每一个元素均可以被直接设置。

因此不一样与第二阶段，在这个阶段你能够：

• 把消息存储，在你以为合适的时机转发出去，或者不处理这个消息。
• 修改消息的target，selector，参数等
• 屡次转发这个消息，转发给多个对象

显然在这个阶段，你能够对一个OC消息作更多的事情。

总结

第一阶段意义在于动态添加方法实现，第二阶段直接把消息转发给其余对象，第三阶段是对第二阶段的扩充，能够实现屡次转发，转发给多个对象等。这也许就是设计这三个阶段的意义。

另外，一个对象经过消息转发来响应一条消息，“看起来像”继承了在其余类定义的方法实现，这就变相实现了多继承。

固然，也许多继承自己就不该该存在。你应该遵循“单一职责”、“高内聚，低耦合”等面向对象设计原则，合理设计类的功能。

参考资料：

1. Objective-C Runtime Programming Guide

2. Effective Objective-C 2.0

3. Objective-C 消息发送与转发机制原理

4. NSInvocation