【iOS】消息传递和消息转发

news2024/9/22 9:37:39

消息传递和消息转发

- objc_msgSend执行流程
- 消息发送
- 动态方法解析
- 消息转发
- super
- 面试题

objc_msgSend执行流程

OC中的方法调用，其实都是转化为objc_msgSend函数调用，objc_msgSend的执行流程可以分为3大阶段

1. 消息发送
1. 动态方法解析
1. 消息转发

消息发送

在这里插入图片描述

消息发送流程是我们平时最经常使用的流程，其他的像动态方法解析和消息转发其实是补救措施。具体流程如下

1、首先判断消息接受者receiver是否为nil，如果为nil直接退出消息发送
2、如果存在消息接受者receiverClass，首先在消息接受者receiverClass的cache中查找方法，如果找到方法，直接调用。如果找不到，往下进行
3、没有在消息接受者receiverClass的cache中找到方法，则从receiverClass的class_rw_t中查找方法，如果找到方法，执行方法，并把该方法缓存到receiverClass的cache中；如果没有找到，往下进行
4、没有在receiverClass中找到方法，则通过superClass指针找到superClass，也是现在缓存中查找，如果找到，执行方法，并把该方法缓存到receiverClass的cache中；如果没有找到，往下进行
5、没有在消息接受者superClass的cache中找到方法，则从superClass的class_rw_t中查找方法，如果找到方法，执行方法，并把该方法缓存到receiverClass的cache中；如果没有找到，重复4、5步骤。如果找不到了superClass了，往下进行
6、如果在最底层的superClass也找不到该方法，则要转到动态方法解析

动态方法解析

在这里插入图片描述

（把这两个方法名记住：+resolveInstanceMethod: +resolveClassMethod: ）

开发者可以实现以下方法，来动态添加方法实现
- +resolveInstanceMethod:
- +resolveClassMethod:
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


+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {  //sel代表无法响应的方法名
    if (sel == @selector(test)) {
        //获取其他方法
        Method method = class_getInstanceMethod([self class], @selector(other));  //这是一个runtime函数，需要包含头文件#import <objc/runtime.h>，
            //参数一：（class）sel是未能响应的方法的类，就传[self class]
            //参数二（SEL）name是要查找的方法名（就是自己动态添加的方法的方法名），传 @selector(方法名)
        //动态添加test的方法
        class_addMethod([self class], sel, method_getImplementation(method), method_getTypeEncoding(method));//这也是一个runtime函数，用于动态的向一个类添加一个新的方法。
        //参数一：（Class）cls是要添加方法的类，就传[self class]
        //参数二：（SEL）name表示未能相应的方法名，就传sel
        //参数三：（IMP）imp是方法的实现函数指针, 就传method_getImplementation(method)
        //参数四：（const char*）types是方法的类型编码字符串，就传method_getTypeEncoding(method))
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
} //系统默认返回NO

可以看出，这个方法的实现大部分内容都是固定的。完全套模版。

如果这个方法没有实现，默认返回NO，并查看有没有实现forwardingTargetForSelector：方法

消息转发

如果一个方法在消息发送阶段没有找到相关方法，也没有进行动态方法解析，这个时候就会走到消息转发阶段了。
在这里插入图片描述

（==再记住下面这三个方法：forwardingTargetForSelector ， methodSignatureForSelectot ， forwardInvocation: ，doesNotRecognizeSelector: ==)

调用forwardingTargetForSelector，返回值不为nil时，会调用objc_msgSend(返回值, SEL)
调用methodSignatureForSelector,返回值不为nil，调用forwardInvocation:方法；返回值为nil时，调用doesNotRecognizeSelector:方法
开发者可以在forwardInvocation:方法中自定义任何逻辑
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-）


- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(test)) {
        return [[Student alloc] init];
    }
    return nil;
} //系统默认返回nil
//调用forwardingTargetForSelector，返回值不为nil时，会调用objc_msgSend(返回值, SEL)，结果就是调用了objc_msgSend(Student,test)

这里我的理解就是，把这个方法换一个对象来调用，调用成功的前提是，该对象的类实现了此方法名的方法

forwardingTargetForSelector如果没有实现，默认返回nil。进入后续的方法。


- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(test)) {
        
        //这三种实现方法都可以
        return [[[Student alloc] init] methodSignatureForSelector:aSelector];
        //return [[Student class] instanceMethodSignatureForSelector:aSelector];
        //return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"i@:i"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

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

    if ([anInvocation selector] == @selector(test)) {

    } else {

    }

    NSLog(@" 直接在这里写方法实现，这里我想干嘛就干嘛");
}

forwardingTargetForSelector:返回nil，才会进入这一步。
如果methodSignatureForSelector: 获取方法签名成功，则调用forwardInvocation:来转发消息，如果失败，就是经典的doesNotRecognizeSelector:报错
forwardInvocation：方法的使用非常灵活

anInvocation 参数是一个 NSInvocation 对象,它封装了一个方法调用的所有信息,包括:

目标对象 (即将被调用方法的对象)
方法选择器 (即将被调用的方法)
方法参数 (调用方法时传递的参数)
返回值 (方法的返回值)

例如,你可以使用以下方法获取方法选择器和参数:

SEL theSelector = [anInvocation selector];
const char *methodType = [anInvocation methodSignature].methodReturnType;

你还可以设置新的目标对象和参数,然后调用 invokeWithTarget: 方法将消息转发给另一个对象:


[anInvocation setTarget:anotherObject];
[anInvocation setArgument:&someArgument atIndex:2];
[anInvocation invoke];

通过这种方式,你可以将收到的消息转发给其他对象来处理。这在实现动态消息转发的时候非常有用。

另外,anInvocation 对象还提供了一些其他有用的方法,比如 getReturnValue: 和 getArgument:atIndex: 等,可以帮助你获取和设置方法的返回值和参数。

super

待补充

面试题

什么是消息转发？它是如何工作的？简要回答。

答：消息转发是Objective-C处理未识别消息的机制。

当对象无法响应某消息时，会进入消息转发流程：
1. 动态方法解析：通过实现+resolveInstanceMethod:或+resolveClassMethod:动态添加方法。
2. 备用接收者：通过-forwardingTargetForSelector:指定另一个对象处理消息。
3. 完整消息转发：通过-methodSignatureForSelector:和-forwardInvocation:完整转发消息。

什么是Objective-C中的消息传递？与C++中的方法调用有什么区别？底层实现过程？

答：

在Objective-C中，消息传递是对象间通信的方式。发送消息的语法为[object message]，底层实现是将消息发送给对象的isa指针指向的类，在方法列表中查找对应的方法实现。
与C++中的方法调用区别：
Objective-C通过运行时系统实现消息传递，方法绑定在运行时完成。
C++通过编译时绑定（静态绑定），方法在编译时确定。
底层实现过程：
消息传递底层实现通过objc_msgSend函数：
- 1. 查找方法：根据对象的isa指针，找到类的method_list，查找对应的SEL（选择器）。
- 1. 执行方法：找到方法实现后，执行该方法。如果找不到，进入消息转发机制。