对象在收到无法解读的消息会发生什么?
若想令类理解某条消息,必须有对应的实现方法.但是,在编译期间动态像对象添加方法并不会报错.当对象接受到无法解读的消息时,会进行"消息转发".
首先需要了解几个概念
原类:当我们向一个对象发送消息时，runtime会在这个对象所属的这个类的方法列表中查找方法；而向一个类发送消息时，会在这个类的meta-class的方法列表中查找。
meta-class之所以重要，是因为它存储着一个类的所有类方法。每个类都会有一个单独的meta-class，因为每个类的类方法基本不可能完全相同。
再深入一下，meta-class也是一个类，也可以向它发送一个消息，那么它的isa又是指向什么呢？为了不让这种结构无限延伸下去，Objective-C的设计者让所有的meta-class的isa指向基类的meta-class，以此作为它们的所属类。即，任何NSObject继承体系下的meta-class都使用NSObject的meta-class作为自己的所属类，而基类的meta-class的isa指针是指向它自己。这样就形成了一个完美的闭环。
通过上面的描述，再加上对objc_class结构体中super_class指针的分析，我们就可以描绘出类及相应meta-class类的一个继承体系了.
这里需要注意的是：我们在一个类对象调用class方法是无法获取meta-class，它只是返回类而已。
方法选择器:
// 返回给定选择器指定的方法的名称
constchar*sel_getName( SEL sel );
// 在Objective-C Runtime系统中注册一个方法，将方法名映射到一个选择器，并返回这个选择器
SEL sel_registerName(constchar*str );
// 在Objective-C Runtime系统中注册一个方法
SEL sel_getUid(constchar*str );
// 比较两个选择器
BOOL sel_isEqual( SEL lhs, SEL rhs );
sel_registerName函数：在我们将一个方法添加到类定义时，我们必须在Objective-C Runtime系统中注册一个方法名以获取方法的选择器。
消息转发分为两大阶段,第一阶段先征询接收者所属的类,既元类(Meta class).看其是否能动态添加方法,以处理这个"未知的选择子",这叫做动态方法解析.第二阶段涉及"完整的消息转发机制",此时运行期系统会请求接受者以其他方法处理与消息相关的方法调用,首先查找是否有相关对象能调用此方法,若无则进行完整消息转发机制,交给"NSInvocation"类处理.下面详细探讨消息转发机制
方法调用流程
在OC中,消息直到运行时才绑定到方法实现上.编译器会将消息表达式 [receiver message]转化为一个消息函数的调用 即 objc_msgSend.这个函数将消息接受者和方法名作为基础参数
objc_msgSend(receiver,selector)
这个函数完成了动态绑定的所有事情:
1.首先它找到selector对应的方法实现.尾音同一个方法可能在不同的类中有不同的实现,所以我们需要依赖接收者的类来找到具体的实现
2.它调用方法实现,并将接收者对象及方法的所有参数传给它
3.最后,他讲实现返回的值作为自己的返回值
消息的关键在于结构体 objc_class,这个结构体有二个字段是我们在发布消息关注的
1.指向父类的指针
2.一个类的方法列表,即methodLists
当我们创建一个新的对象时,先为其分配内存,并初始化成员变量.其中isa指针也会被初始化,让对象可以访问类及类的继承体系.
当消息发送给一个对象时,objc_msgSend通过对象的isa指针获取到类的结构体,然后在方法表里面查找方法的selector,如果没有找到selector,则通过objc_msgSend结构体中的指向父类的指针找到其父类,在父类的分发表中查找方法的selector,依次沿着类的继承体系找到NSObject类,一旦定位到selector,函数会获取到实现的入口,并传入相应的参数执行方法的具体实现,如果最后没有定位到selector,走消息转发流程
为了加速消息处理速度,运行时会在方法缓存列表中缓存使用过的selector及方法的地址
获取方法地址
runtime中方法的动态绑定让我们写代码更具灵活性,我们可以把消息转发给我们想要的对象,或者交换一个方法的实现.这一定会照成性能上的一些耗损,如果想规避这种方法,我们可以获取方法实现的地址,然后直接调用,特别是在一个循环内频繁的调用特定方法时
methodForSelector方法可以让我们获取方法的指针,然后通过指针调用实现代码.我们还需要将返回的指针转化成合适的函数类型
void(*setter)(id, SEL,BOOL);
int i;
setter = (void(*)(id, SEL,BOOL))[target methodForSelector:@selector(setFilled:)];
for( i =0; i <1000; i++ )
setter(targetList[i],@selector(setFilled:),YES);
这里需要注意的就是函数指针的前两个参数必须是id和SEL。
当然这种方式只适合于在类似于for循环这种情况下频繁调用同一方法，以提高性能的情况。另外，methodForSelector:是由Cocoa运行时提供的；它不是Objective-C语言的特性。
动态方法解析
对象在收到无法解读的消息时,首先调用其所所属类的+resolveInstanceMethod方法或 者+resolveClassMethod.在继续往下执行转发机制前,本类有机会新增一个处理此类选择子的方法,使用这类方法的前提是 已经实现了相关代码的实现,在运行时动态添加到类中,实际常常应用于实现@dynamic属性.
相关实现代码 可以参照Objective-C中的@dynamic - haishu_zheng的专栏 - 博客频道 - CSDN.NET.
下面在写个动态添加属性的例子,这个类的作用是:由开发者添加属性定义,并将其声明为@dynamic,类则会自动处理相关属性值的存放与获取操作
#import
@interfacePerson :NSObject
@property(nonatomic,strong)NSString* name;
@property(nonatomic,strong)NSDate* date;
@property(nonatomic,strong)NSNumber* number;
@end
#import"Person.h"
#import
@interfacePerson()
/**可变字典*/
@property(nonatomic,strong)NSMutableDictionary* backingStore;
@end
@implementationPerson
@dynamicname, number, date;
-(id)init
{
if(self= [super init]) {
_backingStore= [NSMutableDictionary dictionary];
}
returnself;
}
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
NSString*selectorString =NSStringFromSelector( sel );
if([selectorString hasPrefix:@"set"]) {
class_addMethod(self,sel , (IMP)autoPersonSetter,"v@:@");
}else{
class_addMethod(self,sel , (IMP)autoPersonGetter,"v@@:");
}returnYES;
}
关于生成签名的类型"v@:"解释一下。每一个方法会默认隐藏两个参数，self、_cmd，self代表方法调用者，_cmd代表这个方法的SEL，签名类型就是用来描述这个方法的返回值、参数的，v代表返回值为void，@表示self，:表示_cmd。
id autoPersonGetter(id self,SEL_cmd)
{
Person*typedSelf = (Person*)self;
NSMutableDictionary*backingStore = typedSelf.backingStore;
NSString*key =NSStringFromSelector(_cmd);
return[backingStore objectForKey:key];
}
void autoPersonSetter(id self,SEL_cmd,id value)
{
Person*typedSelf = (Person*)self;
NSMutableDictionary*backingStore = typedSelf.backingStore;
NSString*selectorString =NSStringFromSelector(_cmd);
NSMutableString*key= [selectorString mutableCopy];
[key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(key.length-1,1)];
[key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(0,3)];
NSString*lowercaseFirstChar = [[key substringToIndex:1]lowercaseString];
[key replaceCharactersInRange:NSMakeRange(0,1)withString:lowercaseFirstChar];
if(value) {
[backingStore setObject:value forKey:key];
}else{
[backingStore removeObjectForKey:key];
}
}
@end
方法的调用为
Person*p = [[Person alloc]init];
p.date= [NSDate dateWithTimeIntervalSince1970:43435335];
NSLog(@"%@",p.date);
此方法的好处是可以自行管理实例变量的存取方法
备援接收者
在这一步中功能是把这条消息转发给替他接收者处理 方法为 -(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector,若当前接收者能找到备援对象,则返回,若找不到 则返回nil.通过此方案,我们可以用"组合"模拟出多重继承的某些特性 利用OC的消息转发机制实现多重代理 - CocoaChina_让移动开发更简单 可以参考此文章
如果一个对象实现了这个方法，并返回一个非nil的结果，则这个对象会作为消息的新接收者，且消息会被分发到这个对象。当然这个对象不能是self自身，否则就是出现无限循环。当然，如果我们没有指定相应的对象来处理aSelector，则应该调用父类的实现来返回结果。
使用这个方法通常是在对象内部，可能还有一系列其它对象能处理该消息，我们便可借这些对象来处理消息并返回，这样在对象外部看来，还是由该对象亲自处理了这一消息。如下代码所示：
@interface SUTRuntimeMethodHelper : NSObject
- (void)method2;
@end
@implementation SUTRuntimeMethodHelper
- (void)method2 {
NSLog(@"%@, %p", self, _cmd);
}
@end
#pragma mark -
@interface SUTRuntimeMethod () {
SUTRuntimeMethodHelper *_helper;
}
@end
@implementation SUTRuntimeMethod
+ (instancetype)object {
return [[self alloc] init];
}
- (instancetype)init {
self = [super init];
if (self != nil) {
_helper = [[SUTRuntimeMethodHelper alloc] init];
}
return self;
}
- (void)test {
[self performSelector:@selector(method2)];
}
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
NSLog(@"forwardingTargetForSelector");
NSString *selectorString = NSStringFromSelector(aSelector);
// 将消息转发给_helper来处理
if ([selectorString isEqualToString:@"method2"]) {
return _helper;
}
return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
@end
完整消息转发
如果在上一步还不能处理未知消息，则唯一能做的就是启用完整的消息转发机制了。此时会调用以下方法：
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
运行时系统会在这一步给消息接收者最后一次机会将消息转发给其它对象。对象会创建一个表示消息的NSInvocation对象，把与尚未处理的消息 有关的全部细节都封装在anInvocation中，包括selector，目标(target)和参数。我们可以在forwardInvocation 方法中选择将消息转发给其它对象。
forwardInvocation:方法的实现有两个任务：
定位可以响应封装在anInvocation中的消息的对象。这个对象不需要能处理所有未知消息。
使用anInvocation作为参数，将消息发送到选中的对象。anInvocation将会保留调用结果，运行时系统会提取这一结果并将其发送到消息的原始发送者。
不过，在这个方法中我们可以实现一些更复杂的功能，我们可以对消息的内容进行修改，比如追回一个参数等，然后再去触发消息。另外，若发现某个消息不应由本类处理，则应调用父类的同名方法，以便继承体系中的每个类都有机会处理此调用请求。
还有一个很重要的问题，我们必须重写以下方法：
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
消息转发机制使用从这个方法中获取的信息来创建NSInvocation对象。因此我们必须重写这个方法，为给定的selector提供一个合适的方法签名。
完整的示例如下所示：
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
NSMethodSignature *signature = [super methodSignatureForSelector:aSelector];
if (!signature) {
if ([SUTRuntimeMethodHelper instancesRespondToSelector:aSelector]) {
signature = [SUTRuntimeMethodHelper instanceMethodSignatureForSelector:aSelector];
}
}
return signature;
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
if ([SUTRuntimeMethodHelper instancesRespondToSelector:anInvocation.selector]) {
[anInvocation invokeWithTarget:_helper];
}
}
NSObject的forwardInvocation:方法实现只是简单调用了doesNotRecognizeSelector:方法，它不会转发任何消息。这样，如果不在以上所述的三个步骤中处理未知消息，则会引发一个异常。
从某种意义上来讲，forwardInvocation:就像一个未知消息的分发中心，将这些未知的消息转发给其它对象。或者也可以像一个运输站一样将所有未知消息都发送给同一个接收对象。这取决于具体的实现。
