iOS消息转发流程

上一篇我们梳屡了消息的发送和查找流程,我们会发现对应类方法和对象方法的动态解析是分开的,这是为什么呢,原因两点:

  • 1、因为sel方法名是无法区分类方法还是对象方法,所以只有通过判断调用者来区分,所以在转发时候也进行分开,并且类方法和对象方法的方法指针存储的地方是分开的

  • 2、把类方法和对象方法存储地方分开,是为了不把所有东西都放一个地方,类似于不要把鸡蛋放在一个篮子里面,并且有个元类可以解耦合,灵活性更高

一、消息转发流程

通过方法调用流程,我们发现在找不到相应的IMP时候只做了一次_class_resolveMethod消息动态决议来处理异常,但是这不像苹果的风格,假如开发者在_class_resolveClassMethod方法中没处理好怎么办呢?我们一起来探索一下:

  • 1、在lookUpImpOrForward方法查找流程中,我们发现当方法找到的时候都会调用log_and_fill_cache函数用来打印并缓存方法指针
image.png

然后我们进入到log_and_fill_cache方法里面看看

static void
log_and_fill_cache(Class cls, IMP imp, SEL sel, id receiver, Class implementer)
{
#if SUPPORT_MESSAGE_LOGGING
    if (objcMsgLogEnabled) {//只有当objcMsgLogEnabled为yes时候会打印,
        bool cacheIt = logMessageSend(implementer->isMetaClass(), 
                                      cls->nameForLogging(),
                                      implementer->nameForLogging(), 
                                      sel);
        if (!cacheIt) return;
    }
#endif//缓存方法
    cache_fill (cls, sel, imp, receiver);
}

在进到logMessageSend函数里面

bool logMessageSend(bool isClassMethod,
                    const char *objectsClass,
                    const char *implementingClass,
                    SEL selector)
{
    char    buf[ 1024 ];

    // Create/open the log file--创建log日志文件
    if (objcMsgLogFD == (-1))//此处为YES
    {   //此处我们看到有个文件路径,猜测是日志的文件路径
        snprintf (buf, sizeof(buf), "/tmp/msgSends-%d", (int) getpid ());
        objcMsgLogFD = secure_open (buf, O_WRONLY | O_CREAT, geteuid());
        if (objcMsgLogFD < 0) {
            // no log file - disable logging
            objcMsgLogEnabled = false;
            objcMsgLogFD = -1;
            return true;
        }
    }

    // Make the log entry
    snprintf(buf, sizeof(buf), "%c %s %s %s\n",
            isClassMethod ? '+' : '-',
            objectsClass,
            implementingClass,
            sel_getName(selector));

    objcMsgLogLock.lock();
    write (objcMsgLogFD, buf, strlen(buf));
    objcMsgLogLock.unlock();

    // Tell caller to not cache the method
    return false;
}

我们发现在logMessageSend函数里面有一个路径,猜测是日志文件的路径,并且当objcMsgLogEnabled = YES时候才打印日志。

我们全局搜一下objcMsgLogEnabled在哪赋值,我们发现,只有在instrumentObjcMessageSends函数里值才等于传进来的值

void instrumentObjcMessageSends(BOOL flag)
{
    bool enable = flag;

    // Shortcut NOP
    if (objcMsgLogEnabled == enable)
        return;

    // If enabling, flush all method caches so we get some traces
    if (enable)
        _objc_flush_caches(Nil);

    // Sync our log file
    if (objcMsgLogFD != -1)
        fsync (objcMsgLogFD);

    objcMsgLogEnabled = enable;
}

并且全局搜一下instrumentObjcMessageSends发现在.h里面公开出来了,所以我们可以通过在前面加extern方式,将它公开到我们的.m里面

extern void instrumentObjcMessageSends(BOOL flag);

通过逻辑已经函数名,我们可以猜测当objcMsgLogEnabled为YES时候可以将调用一个方法的前前后后发送的所有的消息都打印出来,然后我们调用一个不存在的方法,在调用前将objcMsgLogEnabled改为YES,调用后将objcMsgLogEnabled改回成NO:

        instrumentObjcMessageSends(true);
        [student saySomething];
        instrumentObjcMessageSends(false);

运行完后我们进入到电脑的tem/文件夹下发现一个msgSends-52300文件


image.png

打开发现内容为:


image.png

我们发现当调用了一个不存在的方法时候,系统分别给我们调用了四个方法,并且每个方法掉两遍:

  • 1、resolveInstanceMethod:
    动态消息决议方法,前面我们已经分析过了

  • 2、forwardingTargetForSelector:
    我们全局搜一下该方法,发现是NSObject实现的一个方法,但并不知道有什么用,我们按住option键,然后点击方法

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)sel {
    return nil;
}

会看到该方法的介绍:


image.png

或者按住control + option + command + /调出Search Documentation页面,搜索forwardingTargetForSelector方法:


image.png

从方法介绍中我们可以得知:

  • 重写该方法后,方法的返回对象是执行sel的新对象,也就是自己处理不了会将消息转发给别的对象,让返回的对象去执行

  • 该方法效率很高,如果不用此方法会有效率低的方法forwardInvocation给你用

所以我们称forwardingTargetForSelector为快速转发,forwardInvocation为慢速转发

代码

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)sel {

    if ([LGPerson respondsToSelector:sel]) {
        return LGPerson.class;
    }
    return nil;
}

慢速转发 -- forwardInvocation

快速转发如果不行的话,从上面log文件里面我们可以看到系统会调用methodSignatureForSelector方法
通过Search Documentation搜索,我们可以看到该方法的方法介绍:

image.png

从介绍我们知道,该方法是给方法和对应的类返回一个方法签名NSMethodSignature:

代码:
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
    NSLog(@"%s -- %@",__func__,NSStringFromSelector(aSelector));
    if (aSelector == @selector(saySomething)) { // v @ :
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

我们查看一下NSMethodSignature描述,可以发现

image.png

关于方法签名可以看下这篇博客:NSMethodSignature

从上我们可以得知:

  • 这个类是通过methodSignatureForSelector方法创建出来
  • 然后用来创建NSInvocation对象后,将NSInvocation对象作为参数传给forwardInvocation方法的,
  • 然后在forwardInvocation方法里面将消息给能处理该消息的对象,以避免对象调用didNotRecognizeSelector方法导致崩溃的

所以我们还要实现下面这个方法:

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
    NSLog(@"%s %@",__func__,NSStringFromSelector(anInvocation.selector));
    
   SEL aSelector = [anInvocation selector];

   if ([[LGTeacher alloc] respondsToSelector:aSelector])
       [anInvocation invokeWithTarget:[LGTeacher alloc]];
   else
       [super forwardInvocation:anInvocation];
}

这个方法类似于将消息当做事务堆放起来,在这里谁可以操作就在这里面操作,就算不操作也不会崩溃,这里也是防崩溃的最后处理机会

然后我们看下NSObject中forwardInvocation的实现:

+ (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
    [self doesNotRecognizeSelector:(invocation ? [invocation selector] : 0)];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
    [self doesNotRecognizeSelector:(invocation ? [invocation selector] : 0)];
}
// Replaced by CF (throws an NSException)
+ (void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)sel {
    _objc_fatal("+[%s %s]: unrecognized selector sent to instance %p", 
                class_getName(self), sel_getName(sel), self);
}

// Replaced by CF (throws an NSException)
- (void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)sel {
    _objc_fatal("-[%s %s]: unrecognized selector sent to instance %p", 
                object_getClassName(self), sel_getName(sel), self);
}

发现异常是在doesNotRecognizeSelector方法里面抛出的,所以我们重写forwardInvocation方法后,如果不在里面执行父类的方法,程序是不会崩溃的,这个地方也验证了,在上面日志文件里面系统调用了doesNotRecognizeSelector的方法

总结:

当开发者调用了未实现的方法,苹果提供了三个解决途径:
1、resolveInstanceMethod:为发送消息的对象的添加一个IMP,然后再让该对象去处理
2、forwardingTargetForSelector:将该消息转发给能处理该消息的对象
3、methodSignatureForSelector和forwardInvocation:第一个方法生成方法签名,然后创建NSInvocation对象作为参数给第二个方法,
4、然后在第二个方法里面做消息处理,只要在第二个方法里面不执行父类的方法,即使不处理也不会崩溃

代码:

/****************第一流程:动态方法决议*******************/
/// 实例方法动态决议
/// @param sel 发送过来的消息
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{

    NSLog(@"%s -- %@",__func__,NSStringFromSelector(sel));
     if (sel == NSSelectorFromString(@"by_run1")) {
        IMP sayHIMP = class_getMethodImplementation(self, @selector(sayHello1));

        Method sayHMethod = class_getInstanceMethod(self, @selector(sayHello1));

        const char *sayHType = method_getTypeEncoding(sayHMethod);
         //给当前消息接受对象的类的方法名sel添加一个IMP
        return class_addMethod(self, sel, sayHIMP, sayHType);
    }
    return NO;
}

-(void)sayHello1{

    NSLog(@"消息转发过来的实例方法");
}

/// 类方法的动态决议
/// @param sel 发送过来的消息
+(BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel{

    NSLog(@"%s -- %@",__func__,NSStringFromSelector(sel));
    if (sel == NSSelectorFromString(@"by_run1")) {
        IMP sayHIMP = class_getMethodImplementation(self, @selector(sayHello1));

        Method sayHMethod = class_getClassMethod(self.class, @selector(sayHello1));

        const char *sayHType = method_getTypeEncoding(sayHMethod);
        //给当前消息接受者的元类的方法名sel添加一个IMP
        return class_addMethod(object_getClass(self), sel, sayHIMP, sayHType);
    }

    return NO;
}

/*************第二步:消息转发********************/
/// 将消息转发给其他对象
/// @param sel 发送过来的消息
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)sel {

    if ([LGPerson respondsToSelector:sel]) {
        //假如LGPerson类可以处理该 消息,那就将消息转发给LGPerson类对象
        return LGPerson.class;
    }
    return nil;
}
/*************第三步:消息分发***************/
// 慢速转发 -- 类似漂流瓶
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
    NSLog(@"%s -- %@",__func__,NSStringFromSelector(aSelector));
    if (aSelector == @selector(saySomething)) { // v @ :
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

//将消息分到到这个方法里面,然后随意处理
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
    NSLog(@"%s %@",__func__,NSStringFromSelector(anInvocation.selector));
    
    // 事情 - 事务 - 秘书 - 失效
    // 系统本质
   SEL aSelector = [anInvocation selector];

   if ([[LGTeacher alloc] respondsToSelector:aSelector]){
       [anInvocation invokeWithTarget:[LGTeacher alloc]];

  } else{
       [super forwardInvocation:anInvocation];
}
}

以上三步,只要完成其中任意一步,都不会发生崩溃

附加一个消息转发流程图:

消息转发流程.png
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