iOS - Runtime-消息机制-objc_msgSend()
前言
本章主要介绍消息机制-objc_msgSend的执行流程，分为消息发送、动态方法解析、消息转发三个阶段，每个阶段可以做什么。还介绍了super的本质是什么，如何调用的
1. objc_msgSend执行流程
OC中的方法调用，其实都是转换为objc_msgSend函数的调用
objc_msgSend的执行流程可以分为3大阶段
消息发送
动态方法解析
消息转发
1.1 消息发送
如果是从
class_rw_t中查找方法- 已经排序的，二分查找
- 没有排序的，遍历查找
receiver通过isa指针找到receiverClass
receiverClass通过superclass指针找到superClass
1.2 动态方法解析
1.2.1 开发者可以实现以下方法，来动态添加方法实现
- +resolveInstanceMethod: -----用于
实例方法 - +resolveClassMethod: -----用于
类方法
1.2.2 动态解析过后，会重新走“消息发送”的流程
- “从receiverClass的cache中查找方法”这一步开始执行
1.2.3 示例
ZSXPerson类有test方法，但是方法实现注释掉了
@interface ZSXPerson : NSObject
- (void)test;
@end
@implementation ZSXPerson
//- (void)test {
// NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
//}
@end此时我们调用 test 方法发就会报错unrecognized selector sent to instance 
在动态方法解析阶段给类对象增加方法实现
- (void)other {
NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
if (sel == @selector(test)) {
// 获取 qitafangfa
Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(other));
// 动态添加 test 方法的实现
class_addMethod(self, sel, method_getImplementation(method), method_getTypeEncoding(method));
// 返回YES代表有动态添加方法
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}将方法实现other设置为test的方法实现，这时候可以看到不会报错了，而是执行了- (void)other方法 
1.2.3.1 类方法
动态方法解析类方法也是类似的，只不过用的是+resolveClassMethod:方法，并且class_addMethod应该给元类对象添加方法。使用object_getClass(self)获取元类对象
@interface ZSXPerson : NSObject
- (void)test;
+ (void)test1;
@end
@implementation ZSXPerson
//- (void)test {
// NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
//}
//+ (void)test1 {
// NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
//}
- (void)other {
NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
if (sel == @selector(test)) {
// 获取 qitafangfa
Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(other));
// 动态添加 test 方法的实现
class_addMethod(self, sel, method_getImplementation(method), method_getTypeEncoding(method));
// 返回YES代表有动态添加方法
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel {
if (sel == @selector(test1)) {
// 获取 qitafangfa
Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(other));
// 动态添加 test 方法的实现
class_addMethod(object_getClass(self), sel, method_getImplementation(method), method_getTypeEncoding(method));
// 返回YES代表有动态添加方法
return YES;
}
return [super resolveClassMethod:sel];
}
@endmain.m
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// ZSXPerson *person = [[ZSXPerson alloc] init];
// [person test];
[ZSXPerson test1];
}
return 0;
}执行结果 
1.3 消息转发
如果动态方法解析阶段没有处理，回来到消息转发阶段
- 首先来到
forwardingTargetForSelector:方法，该方法中可以重新返回一个消息接收者，程序将会重新执行objc_msgSend()方法，此时消息时发送给新的接受者 - 如果
forwardingTargetForSelector:方法没有处理，会来到methodSignatureForSelector:方法，该方法可以返回一个方法签名，返回后，程序会继续调用forwardInvocation:方法。如果methodSignatureForSelector:方法也没处理，程序就抛出异常 - 在
forwardInvocation:方法中，开发者可以自定义任何逻辑 - 以上方法都有对象方法、类方法2个版本（前面可以是加号+，也可以是减号-）
1.3.1 forwardingTargetForSelector:
新建一个ZSXCat类，该类实现了- (void)test方法
@interface ZSXCat : NSObject
@end
@implementation ZSXCat
- (void)test {
NSLog(@"ZSXCat - %s", __func__);
}
@end实现forwardingTargetForSelector:方法，将消息接受者转发给ZSXCat对象
@interface ZSXPerson : NSObject
- (void)test;
@end
@implementation ZSXPerson
//- (void)test {
// NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
//}
//+ (void)test1 {
// NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
//}
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
if (aSelector == @selector(test)) {
return [[ZSXCat alloc] init];
}
return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
@end运行结果： 
调用了ZSXCat的- (void)test方法
1.3.2 methodSignatureForSelector:
@implementation ZSXPerson
//- (void)test {
// NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
//}
//- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
// if (aSelector == @selector(test)) {
// return [[ZSXCat alloc] init];
// }
// return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
//}
// 方法签名：返回值类型、参数类型
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
if (aSelector == @selector(test)) {
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v16@0:8"];
}
return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
// NSInvocation封装了一个方法调用，包括：方法调用者、方法签名、方法参数
// anInvocation.target 方法调用者
// anInvocation.selector 方法名
// [anInvocation getArgument:NULL atIndex:0] 参数
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
NSLog(@"---- forwardInvocation");
}
@end返回方法签名，来到forwardInvocation:继续执行 
2. 拓展
2.1 forwardInvocation:自定义逻辑
在动态方法解析阶段，+resolveClassMethod:方法是可以给消息接受者动态增加一个`方法实现
在消息转发阶段，forwardingTargetForSelector:方法是可以重新返回一个消息接受者，相当于是让另一个人来处理这个方法。
但是，来到methodSignatureForSelector:方法后，可以使用方法签名自定义更复杂的业务
2.1.1 方法签名阶段的其他用法
把方法调用 转发给ZSXCat对象
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
NSLog(@"---- forwardInvocation");
// 把方法调用 转发给ZSXCat对象
[anInvocation invokeWithTarget:[[ZSXCat alloc]init]];
}使用参数
方法增加age参数- (void)test:(int)age
调用时传入参数：
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
ZSXPerson *person = [[ZSXPerson alloc] init];
[person test:10];
}
return 0;
}方法签名使用参数
// 方法签名：返回值类型、参数类型
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
if (aSelector == @selector(test:)) {
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"i24@0:8i16"];
}
return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
// NSInvocation封装了一个方法调用，包括：方法调用者、方法签名、方法参数
// anInvocation.target 方法调用者
// anInvocation.selector 方法名
// [anInvocation getArgument:NULL atIndex:0] 参数
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
NSLog(@"---- forwardInvocation");
// 把方法调用 转发给ZSXCat对象
// [anInvocation invokeWithTarget:[[ZSXCat alloc]init]];
// 取出参数。参数顺序：receiver、selector、other arguments
int age;
[anInvocation getArgument:&age atIndex:2];
NSLog(@"age is %d", age + 10);
}打印结果： 
2.2 消息转发 - 类方法
在处理消息转发的时候，会发现如果forwardingTargetForSelector和methodSignatureForSelector方法，使用+开头写法时代码提示没有这俩方法，所以有的人认为消息转发不支持类方案
其实是支持的，把方法的-号改成+即可：
@interface ZSXPerson : NSObject
- (void)test:(int)age;
+ (void)test1;
@end@implementation ZSXCat
- (void)test {
NSLog(@"ZSXCat - %s", __func__);
}
+ (void)test1 {
NSLog(@"ZSXCat - %s", __func__);
}
@endmain.m
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// ZSXPerson *person = [[ZSXPerson alloc] init];
// [person test:10];
[ZSXPerson test1];
}
return 0;
}ZSXPerson.m
@implementation ZSXPerson
//- (void)test:(int)age {
// NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
//}
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
if (aSelector == @selector(test)) {
return [[ZSXCat alloc] init];
}
return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
//+ (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
// if (aSelector == @selector(test1)) {
// return [ZSXCat class];
// }
// return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
//}
// 方法签名：返回值类型、参数类型
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
if (aSelector == @selector(test:)) {
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"i24@0:8i16"];
}
return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
+ (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
if (aSelector == @selector(test1)) {
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"]; //v16@0:8 可简写为 v@:
}
return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
// NSInvocation封装了一个方法调用，包括：方法调用者、方法签名、方法参数
// anInvocation.target 方法调用者
// anInvocation.selector 方法名
// [anInvocation getArgument:NULL atIndex:0] 参数
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
NSLog(@"---- forwardInvocation");
// // 把方法调用 转发给ZSXCat对象
// [anInvocation invokeWithTarget:[[ZSXCat alloc]init]];
// 取出参数。参数顺序：receiver、selector、other arguments
// int age;
// [anInvocation getArgument:&age atIndex:2];
// NSLog(@"age is %d", age + 10);
}
+ (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
NSLog(@"---- forwardInvocation");
// 把方法调用 转发给ZSXCat对象
[anInvocation invokeWithTarget:[ZSXCat class]];
}
@end2.3 super
2.3.1 示例代码
ZSXStudent继承于ZSXPerson，ZSXPerson继承于NSObject。如下代码打印结果是什么
ZSXPerson.h
@interface ZSXPerson : NSObject
@endZSXStudent.h
@interface ZSXStudent : ZSXPerson
@endZSXStudent.m
@implementation ZSXStudent
- (instancetype)init {
if (self = [super init]) {
NSLog(@"[self class] - %@", [self class]);
NSLog(@"[self superclass] - %@", [self superclass]);
NSLog(@"--------------------------------");
NSLog(@"[super class] - %@", [super class]);
NSLog(@"[super superclass] - %@", [super superclass]);
}
return self;
}
@end打印结果： 
示例中，比较容易混淆的是[super class]、[super superclass]，他们的打印结果和[self class]、[self superclass]是一样的。
2.3.2 super本质
super调用时，底层会转换为objc_msgSendSuper2函数的调用，接收2个参数
- struct objc_super
- SEL
objc_super结构体: 
receiver是消息接收者super_class是第一个要搜索的类
super与self相比，它们消息接受者都是self，super会多传一个super_class，表示从super_class开始查找。
2.3.3 分析
ZSXStudent中，执行[super class]，相当于执行这句：
objc_msgSendSuper({self, [ZSXPerson class]}, @selector(class));表示：
- 消息接收者：
self - 从
ZSXPerson类对象开始 - 查找调用
class方法
class方法存在于NSObject中的，此时不管从ZSXStudent开始查找，还是从ZSXPerson开始查找，最终都到NSObject才找到方法
class方法实现如下： 
[super class]和[self class]他们的消息接受者都是self，也就是ZSXStudent，因此他们打印结果都是ZSXStudent。superclass则都是ZSXPerson
@oubijiexi
