Runtime 运行时之一：消息转发

解释一

 

上一篇文章我们提到了Runtime的消息传递机制，主要围绕三个C语言API来展开进行的。这篇文章我将从另外三个方法来描述Runtime中另外一个特性：消息转发机制。

1、消息转发机制

当向某个对象发送一条消息时，若该对象的方法列表以及它相应继承链上的方法列表都没法找到以该消息选择子做为key的方法实现时，则会触发消息转发机制。

一、动态方法解析

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel;

首先，当接受到未能识别的选择子时，运行时系统会调用该函数用以给对象一次机会来添加相应的方法实现，若是用户在该函数中动态添加了相应方法的实现，则跳转到方法的实现部分，并将该实现存入缓存中，以供下次调用。

二、备援接收者

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector;

若是运行时在消息转发的第一步中未找到所调用方法的实现，那么当前接收者还有第二次机会进行未知选择子的处理。这时运行期系统会调用上述方法，并将未知选择子做为参数传入，该方法能够返回一个能处理该选择子的对象，运行时系统会根据返回的对象进行查找，若找到则跳转到相应方法的实现，则消息转发结束。

三、完整的消息转发

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation;

当运行时系统检测到第二步中用户未返回能处理相应选择子的对象时，那么来到这一步就要启动完整的消息转发机制了。该方法能够改变消息调用目标，运行时系统根据所改变的调用目标，向调用目标方法列表中查询对应方法的实现并实现跳转，这种方式和第二步的操做很是类似。固然你也能够修改方法的选择子，亦或者向所调用方法中追加一个参数等来跳转到相关方法的实现。

最后，若是消息转发的第三步还未能处理该未知选择子的话，那么最终会调用NSObject类的以下方法用以异常的抛出，代表该选择子最终未能处理。

- (void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector;

下面附上完整的消息转发流程图：

消息转发

 

2、消息转发验证

好了，看了那么多的理论知识，相比你们也已经累了，那咱们用一个实例来具体说明Runtime的消息转发机制吧。我是传送门~~~

首先新建一个工程，并在工程中添加Cat、Dog and Chicken三个类，并在每一个类的.h文件中声明jump方法，在Cat.m文件中声明消息转发的第一步方法：resolveInstanceMethod: ，在该方法中动态添加jump方法的实现。

消息转发第一步

注：在第一步中动态添加方法实现用到了Runtime中的class_addMethod方法，该方法用以向该类的实例对象中添加相应的方法实现。

而后在main.m文件中调用Cat实例的jump方法，就会看到在控制台打印出以下结果：

消息转发第一步打印结果

 

而后在Dog.m文件中验证消息转发第二步过程，为了让运行时系统可以运行到forwardingTargetForSelector:方法，咱们先在resolveInstanceMethod:中返回NO，代码以下：

消息转发第二步

而后按照以前的样子，在main.m文件中让Dog也jump起来，运行以后打印结果以下：

消息转发第二步打印结果

 

最后咱们来验证消息转发第三步骤的过程。

在最后的Chicken.m文件中咱们让前两步的方法分别返回NO和nil值，用以快速触发消息转发机制中的完整消息转发机制。在验证这一步中咱们注意到，在调用forwardInvocation:方法以前咱们须要实现methodSignatureForSelector:方法，并将相应选择子的描述返回。

消息转发第三步

这里我用了改变调用目标这种方式进行消息转发机制，至于改换选择子，读者能够自行尝试运行哈，具体我已在项目代码中写明，最终调用Chicken实例的jump方法，其打印结果以下：

消息转发第三步打印结果

明明分别调用了三个动物的jump，最后在控制台只看到了Cat一直在jump。。。

 

 

 

 

 

解释二

 

咱们要经过一个小例子来简单、通俗的理解一下什么是消息转发以及如何消息转发，但愿看完这篇文章时你们会完全的明白OC的消息。

首先，你须要知道这两个概念：

OC中调用方法就是向对象发送消息。

好比 ：

[person run];

这实际上这是在给person这个对象发送run这个消息。

那么问题来了，当run这个方法只有定义没有实现会怎么样呢？

就是经典的报错

*** Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: '-[Person run]: unrecognized selector sent to instance

ok，前提已经说完了，咱们就从找这个错误缘由讲起。

首先，该方法在调用时，系统会查看这个对象可否接收这个消息（查看这个类有没有这个方法，或者有没有实现这个方法。），若是不能而且只在不能的状况下，就会调用下面这几个方法，给你“补救”的机会，你能够先理解为几套防止程序crash的备选方案，咱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。若是这几套方案你都没有作处理，那么程序就会报错crash。

打个比方：比赛足球时，脚下有球的那名球员，若是他的位置不利于射门或者他的球即将被对方球员抢断，这时最好是把球传出去，这里的球就至关于消息。

方案一：

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel

方案二：

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector

方案三：

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector;

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation;

到目前为止你们已经知道什么是消息转发了。下面就说一下这几套方案是怎样调用的。

首先，系统会调用resolveInstanceMethod(固然，若是这个方法是一个类方法，就会调用resolveClassMethod)让你本身为这个方法增长实现。

我们来看一个例子:

首先，建立了一个Person类的对象p，而后调用p的run方法，注意，这个run方法是没有写实现的。

进入Person类的.m文件，我实现了resolveInstanceMethod这个方法为个人Person类动态增长了一个run方法的实现。（什么是动态增长？其实就是在程序运行的时候给某类的某个方法增长实现。具体实现内容就为上面的void run 这个c函数。）

当外部调用[p run]时，因为咱们没有实现run对应的方法，那么系统会调用resolveInstanceMethod让你去作一些其余操做。（固然，你也能够不作操做，只是在这个例子中，我为run方法动态增长了实现。）

继续运行，程序走到了咱们C函数的部分，这样程序没有了崩溃。

下面讲一下第二套方法，forwardingTargetForSelector，这个方法返回你须要转发消息的对象。

咱们接着这个例子来说，为了便于演示消息转发，咱们新建了一个汽车类Car，而且实现了Car的run方法。

如今我不去对方案一的resolveInstanceMethod作任何处理，直接调用父类方法。能够看到，系统已经来到了forwardingTargetForSelector方法，咱们如今返回一个Car类的实例对象。

继续运行，程序就来到了Car类的run方法，这样，咱们就实现了消息转发。

继续咱们的例子。若是咱们不实现forwardingTargetForSelector，系统就会调用方案三的两个方法methodSignatureForSelector和forwardInvocation

methodSignatureForSelector用来生成方法签名，这个签名就是给forwardInvocation中的参数NSInvocation调用的。

开头咱们要找的错误unrecognized selector sent to instance缘由，原来就是由于methodSignatureForSelector这个方法中，因为没有找到run对应的实现方法，因此返回了一个空的方法签名，最终致使程序报错崩溃。

因此咱们须要作的是本身新建方法签名，再在forwardInvocation中用你要转发的那个对象调用这个对应的签名，这样也实现了消息转发。

关于生成签名的类型"v@:"解释一下。每个方法会默认隐藏两个参数，self、_cmd，self表明方法调用者，_cmd表明这个方法的SEL，签名类型就是用来描述这个方法的返回值、参数的，v表明返回值为void，@表示self，:表示_cmd。

如今咱们回到最初，咱们调用的是Person类的run方法，最终方法被Car类的对象来接受。这就是OC的消息转发机制。