iOS - Runtime-消息机制-objc_msgSend()

十念  金牌会员 | 2024-6-21 13:12:53 | 显示全部楼层 | 阅读模式
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iOS - Runtime-消息机制-objc_msgSend()

前言

本章重要先容消息机制-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。还先容了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




  • 假如是从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 动态解析事后，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
  1. @interface ZSXPerson : NSObject
  3. - (void)test;
  5. @end
  7. @implementation ZSXPerson
  9. //- (void)test {
  10. //    NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
  11. //}
  13. @end
复制代码
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长方法实现
  1. - (void)other {
  2.     NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
  3. }
  5. + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
  6.     if (sel == @selector(test)) {
  7.         // 获取 qitafangfa
  8.         Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(other));
  10.         // 动态添加 test 方法的实现
  11.         class_addMethod(self, sel, method_getImplementation(method), method_getTypeEncoding(method));
  13.         // 返回YES代表有动态添加方法
  14.         return YES;
  15.     }
  16.     return [super resolveInstanceMethod:sel];
  17. }
复制代码
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雷同的，只不外用的是+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
  1. @interface ZSXPerson : NSObject- (void)test;+ (void)test1;@end@implementation ZSXPerson//- (void)test {//    NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);//}//+ (void)test1 {//    NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);//}- (void)other {
  2.     NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
  3. }
  5. + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
  6.     if (sel == @selector(test)) {
  7.         // 获取 qitafangfa
  8.         Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(other));
  10.         // 动态添加 test 方法的实现
  11.         class_addMethod(self, sel, method_getImplementation(method), method_getTypeEncoding(method));
  13.         // 返回YES代表有动态添加方法
  14.         return YES;
  15.     }
  16.     return [super resolveInstanceMethod:sel];
  17. }+ (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];}@end
复制代码
main.m
  1. int main(int argc, const char * argv[]) {
  2.     @autoreleasepool {
  3. //        ZSXPerson *person = [[ZSXPerson alloc] init];
  4. //        [person test];
  6.         [ZSXPerson test1];
  7.     }
  8.     return 0;
  9. }
复制代码
执行结果

1.3 消息转发


假如动态方法解析阶段没有处理，返来到消息转发阶段


  • 首先来到forwardingTargetForSelector:方法，该方法中可以重新返回一个消息接收者，步伐将会重新执行objc_msgSend()方法，此时消息时发送给新的担当者
  • 假如forwardingTargetForSelector:方法没有处理，会来到methodSignatureForSelector:方法，该方法可以返回一个方法署名，返回后，步伐会继续调用forwardInvocation:方法。假如methodSignatureForSelector:方法也没处理，步伐就抛出非常
  • 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
  1. @interface ZSXCat : NSObject
  3. @end
  5. @implementation ZSXCat
  7. - (void)test {
  8.     NSLog(@"ZSXCat - %s", __func__);
  9. }
  11. @end
复制代码
实现forwardingTargetForSelector:方法，将消息担当者转发给ZSXCat对象
  1. @interface ZSXPerson : NSObject
  3. - (void)test;
  5. @end
  8. @implementation ZSXPerson
  10. //- (void)test {
  11. //    NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
  12. //}
  14. //+ (void)test1 {
  15. //    NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
  16. //}
  18. - (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
  19.     if (aSelector == @selector(test)) {
  20.         return [[ZSXCat alloc] init];
  21.     }
  22.     return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
  23. }
  25. @end
复制代码
运行结果：
调用了ZSXCat的- (void)test方法
1.3.2 methodSignatureForSelector:

  1. @implementation ZSXPerson
  3. //- (void)test {
  4. //    NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
  5. //}
  7. //- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
  8. //    if (aSelector == @selector(test)) {
  9. //        return [[ZSXCat alloc] init];
  10. //    }
  11. //    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
  12. //}
  14. // 方法签名：返回值类型、参数类型
  15. - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
  16.     if (aSelector == @selector(test)) {
  17.         return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v16@0:8"];
  18.     }
  19.     return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
  20. }
  22. // 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
  23. // anInvocation.target  方法调用者
  24. // anInvocation.selector  方法名
  25. // [anInvocation getArgument:NULL atIndex:0]  参数
  26. - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
  27.     NSLog(@"---- forwardInvocation");
  28. }
  30. @end
复制代码
返回方法署名，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:方法是可以给消息担当者动态增长一个`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担当者，相当于是让另一个人来处理这个方法。
但是，来到methodSignatureForSelector:方法后，可以使用方法署名自定义更复杂的业务
2.1.1 方法署名阶段的其他用法

把方法调用 转发给ZSXCat对象

  1. - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
  2.     NSLog(@"---- forwardInvocation");
  3.     // 把方法调用 转发给ZSXCat对象
  4.     [anInvocation invokeWithTarget:[[ZSXCat alloc]init]];
  5. }
复制代码
使用参数

方法增长age参数- (void)testint)age
调用时传入参数：
  1. int main(int argc, const char * argv[]) {
  2.     @autoreleasepool {
  3.         ZSXPerson *person = [[ZSXPerson alloc] init];
  4.         [person test:10];
  5.     }
  6.     return 0;
  7. }
复制代码
方法署名使用参数
  1. // 方法签名：返回值类型、参数类型
  2. - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
  3.     if (aSelector == @selector(test:)) {
  4.         return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"i24@0:8i16"];
  5.     }
  6.     return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
  7. }
  9. // 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
  10. // anInvocation.target  方法调用者
  11. // anInvocation.selector  方法名
  12. // [anInvocation getArgument:NULL atIndex:0]  参数
  13. - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
  14.     NSLog(@"---- forwardInvocation");
  15.     // 把方法调用 转发给ZSXCat对象
  16. //    [anInvocation invokeWithTarget:[[ZSXCat alloc]init]];
  18.     // 取出参数。参数顺序：receiver、selector、other arguments
  19.     int age;
  20.     [anInvocation getArgument:&age atIndex:2];
  21.     NSLog(@"age is %d", age + 10);
  22. }
复制代码
打印结果：

2.2 消息转发 - 类方法

在处理消息转发的时候，会发现假如forwardingTargetForSelector和methodSignatureForSelector方法，使用+开头写法期间码提示没有这俩方法，所以有的人以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：
  1. @interface ZSXPerson : NSObject
  3. - (void)test:(int)age;
  5. + (void)test1;
  7. @end
复制代码
  1. @implementation ZSXCat
  3. - (void)test {
  4.     NSLog(@"ZSXCat - %s", __func__);
  5. }
  7. + (void)test1 {
  8.     NSLog(@"ZSXCat - %s", __func__);
  9. }
  11. @end
复制代码
main.m
  1. int main(int argc, const char * argv[]) {
  2.     @autoreleasepool {
  3. //        ZSXPerson *person = [[ZSXPerson alloc] init];
  4. //        [person test:10];
  6.         [ZSXPerson test1];
  7.     }
  8.     return 0;
  9. }
复制代码
ZSXPerson.m
  1. @implementation ZSXPerson
  3. //- (void)test:(int)age {
  4. //    NSLog(@"ZSXPerson - %s", __func__);
  5. //}
  7. - (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
  8.     if (aSelector == @selector(test)) {
  9.         return [[ZSXCat alloc] init];
  10.     }
  11.     return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
  12. }
  14. //+ (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
  15. //    if (aSelector == @selector(test1)) {
  16. //        return [ZSXCat class];
  17. //    }
  18. //    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
  19. //}
  21. // 方法签名：返回值类型、参数类型
  22. - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
  23.     if (aSelector == @selector(test:)) {
  24.         return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"i24@0:8i16"];
  25.     }
  26.     return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
  27. }
  29. + (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
  30.     if (aSelector == @selector(test1)) {
  31.         return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"]; //v16@0:8 可简写为 v@:
  32.     }
  33.     return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
  34. }
  36. // 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
  37. // anInvocation.target  方法调用者
  38. // anInvocation.selector  方法名
  39. // [anInvocation getArgument:NULL atIndex:0]  参数
  40. - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
  41.     NSLog(@"---- forwardInvocation");
  42. //    // 把方法调用 转发给ZSXCat对象
  43. //    [anInvocation invokeWithTarget:[[ZSXCat alloc]init]];
  45.     // 取出参数。参数顺序：receiver、selector、other arguments
  46. //    int age;
  47. //    [anInvocation getArgument:&age atIndex:2];
  48. //    NSLog(@"age is %d", age + 10);
  49. }
  51. + (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
  52.     NSLog(@"---- forwardInvocation");
  53.     // 把方法调用 转发给ZSXCat对象
  54.     [anInvocation invokeWithTarget:[ZSXCat class]];
  55. }
  57. @end
复制代码
2.3 super

2.3.1 示例代码

ZSXStudent继续于ZSXPerson，ZSXPerson继续于NSObject。如下代码打印结果是什么
ZSXPerson.h
  1. @interface ZSXPerson : NSObject
  3. @end
复制代码
ZSXStudent.h
  1. @interface ZSXStudent : ZSXPerson
  3. @end
复制代码
ZSXStudent.m
  1. @implementation ZSXStudent
  3. - (instancetype)init {
  4.     if (self = [super init]) {
  5.         NSLog(@"[self class] - %@", [self class]);
  6.         NSLog(@"[self superclass] - %@", [self superclass]);
  8.         NSLog(@"--------------------------------");
  10.         NSLog(@"[super class] - %@", [super class]);
  11.         NSLog(@"[super superclass] - %@", [super superclass]);
  12.     }
  13.     return self;
  14. }
  16. @end
复制代码
打印结果：
示例中，比力轻易混淆的是[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，它们消息担当者都是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：
  1. objc_msgSendSuper({self, [ZSXPerson class]}, @selector(class));
复制代码
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]他们的消息担当者都是self，也就是ZSXStudent，因此他们打印结果都是ZSXStudent。superclass则都是ZSXPerson
   @oubijiexi

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