浅谈系列-OC消息机制是如何运行的

浅谈系列-OC对象创建出来到底是怎么样的呢

浅谈系列-OC方法调用到底是个什么流程

浅谈系列-class 、meta-class结构简单理解

导语：通过对OC对象，类对象，元类对象结构的一些简单理解，方法调用流程的了解，我们可以更简单看懂消息机制的发送消息阶段是怎么样搜索方法的。

OC的消息机制

• OC中的方法调用有别于其他语言的函数调用机制(地址传递调用函数)，是通过消息机制，所有的方法调用都会在Runtime运行期通过objc_msgsend这个函数完成。

比如，[person eatWithFood:@[@"rice",@"fruits"]] 。

可以理解为系统给person这个对象发送了一条eatWithFood消息。

让person找到对应方法实现，执行其代码。

• 系统调用objc_msgSend(id self, SEL, cmd, ...)

1. 会把person作为函数的第一个参数，称为消息的“接收者”
2. eatWithFood这个方法会作为第二个参数，可以称为“选择子”
3. eatWithFood方法的参数做为objc_msgSend函数后面的参数按顺序传入

• objc_msgSend在底层分三个阶段执行：

1. 消息发送（在当前类对象，父类类对象中查找对应方法）
2. 动态方法解析
3. 消息转发

消息发送

• 首先，在接收者所属类中查找对应方法，如果查不到就按照继承体系往上查找，找到该方法后跳至代码实现。

//class：类对象  meta-class：元类对象
对象方法查找路径：class -> super class -> ...-> root class
类方法查找路径：meta-class -> super meta-class ->...-> root meta-class -> root class
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动态方法解析：

• 经过消息发送并没查找到对应方法，Runtime就会征询接收者，是否可以动态添加方法，处理当前选择子，这个阶段就是“动态方法解析”。

1.对象在收到无法解读的消息后，会先调用类方法

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
参数sel：就是选择子，未查找到的方法
复制代码

表示询问是否可以新增一个方法处理此选择子。

2.添加方法可以使用

class_addMethod(Class  _Nullable __unsafe_unretained cls, SEL  _Nonnull name, IMP  _Nonnull imp, const char * _Nullable types)
参数1：cls  就是消息接收者
参数2：name 就是sel选择子(找不到实现的方法)
参数3：imp 代表函数指针(动态添加的方法)
参数4：types 就是Type Encoding，字符串编码
复制代码

• 例子:

//- (void)eatWithFood:(NSArray *)foods{
//    NSLog(@"I eated  %@ for lunch",foods);
//}

#pragma mark - 动态方法解析

//method_t是底层结构体，并没有暴露出来不可直接使用，我们模仿底层写一个
struct method_t{
    SEL sel;
    char *types;
    IMP imp;
};

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{

    if (@selector(eatWithFood:) == sel) {
     
        //1.通过模仿底层的method_t强转来做方法添加
//        //强转
//        struct method_t *newMethod = (struct method_t *)class_getInstanceMethod(self, @selector(eatLuch:));
//
//        //新添加方法
//        class_addMethod(self, sel, newMethod->imp, newMethod->types);
        
        //2.调用系统现成接口
//        Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(eatLuch:));
//
//        class_addMethod(self, sel, method_getImplementation(method), method_getTypeEncoding(method));
        
        
        //3.调用现成接口(3跟2不同的是直接获取了imp)
        
        IMP imp = class_getMethodImplementation(self, @selector(eatLuch:));
        
        Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(eatLuch:));
        
        const char *types = method_getTypeEncoding(method);
        
        class_addMethod(self, sel, imp, types);
        
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

//添加的方法实现
- (void)eatLuch:(NSArray *)foods{
    NSLog(@"午饭吃了%@", foods);
}

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• 也可以添加c语言函数实现

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    
    if (sel == @selector(eatWithFood:)) {
    
        class_addMethod(self, sel, (IMP)eatSomeFoods, "v24@0:8@16");
        
    }
    
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

//c语言函数
void eatSomeFoods(id self, SEL _cmd, NSArray *foods){
    NSLog(@"午饭吃了---%@",foods);
}

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• 以上的动态方法解析，都是针对对象方法举例的，如果是类方法，调用以下方法

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel
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• class_addMethod有个参数叫types 就是Type Encoding，字符串编码。如果不清楚可以查看苹果官方文档。

Type Encoding（字符串编码）

消息转发

• 如果消息接收者没有允许动态添加方法，就进入到消息转发阶段，此阶段也分为两个阶段：

1.请接收者查看有没有其他对象处理该方法，若有就转发消息给该对象处理。

2.如果没其他对象处理消息，就启动完整的消息转发机制，runtime会把与此消息有关的所有细节都封装到NSInvocation对象中，给接收者最后一次处理数据的机会，令其设法处理该消息。

备援接收者

如果征询到类无法动态添加方法，就会请接收者查看是否有其他类来处理该选择子，如果有这个对象就是备援接收者。

该步骤系统会调用以下方法来处理：

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
只要返回一个可以处理方法的对象就可以了

复制代码

例如：

FRPerson.m

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
    
    //直接返回一个可以处理该选择子的对象，然后在该对象内部实现该方法
    if (aSelector == @selector(eatWithFood:)) {
    
        return [[FRStudent alloc] init];
        
    }
    
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
复制代码

FRStudent.m

#import "FRStudent.h"

@implementation FRStudent
- (void)eatWithFood:(NSArray *)foods{
    NSLog(@"学生午饭吃了 %@ ",foods);
}
@end
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在本例子中，FRStudent处理了消息，消息转发到此为止。

完整的消息转发机制

1. 如果没有其他接收者处理消息，进入完整的消息转发机制
2. 会把所有相关信息封装到NSInvocation类中
3. 通过forwardInvocation方法发给目标对象

• 系统会调用以下方法：

//返回方法签名
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
1.如果方法签名返回nil，就表明放弃最后处理方法的机会，系统抛出错误
2.返回了方法签名之后，触发forwardInvocation方法
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//触发forwardInvocation之后，可以在此方法实现里做任何操作
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
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例如：

//返回方法签名
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
    
    if (aSelector == @selector(eatWithFood:)) {
        
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v24@0:8@16"];
    }
    
    return  nil;
}

//methodSignatureForSelector方法返回nil，forwardInvocation就不会被调用
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
    
    if (anInvocation.selector == @selector(eatWithFood:)) {
        
        //1.可以转发个多个对象处理消息
//        [anInvocation invokeWithTarget:[[NSClassFromString(@"FRStudent") alloc] init]];
//
//        [anInvocation invokeWithTarget:[[NSClassFromString(@"FRCat") alloc] init]];
        
        //2.可以修改target调用者，也就是改变对象处理消息
//        anInvocation.target = NSClassFromString(@"FRStudent");
//        [anInvocation invoke];
        
        //3.来到这个方法之后也可以不处理那个没有实现的方法，可以做其他与这个方法毫无关系的其他事情，还可以什么都不做
        
    }
}

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• 注意：进入方法转发阶段的三个方法都有类方法类型，用来处理调用类方法。

+ (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
复制代码

+ (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
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+ (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
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如果xcode没有提示，可以先敲出对象方法，把“-”改为“+”就好。

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