Objective-C 消息转发

消息转发是Objc的核心概念,不论是工作过程中还是出去面试都不能避免要接触到这个概念,利用消息转发可以实现一些非常灵巧的功能。这篇文章由浅入深的讲解了消息转发的概念和实际应用的场景。

一些概念

静态绑定:在编译期就能决定运行时所应调用的函数。代表语言:C、C++等
动态绑定:所要调用的函数直到运行期才能确定。代表语言:OC、swift等
消息传递:对象正常解读消息,传递过去
消息转发:对象无法解读消息,之后进行消息转发

消息处理流程

  1. OC中调用方法[a method]后都是在执行id objc_msgSend(id receiver, SEL op, ...)

    id objc_msgSend(id self, SEL op, ...) 是一个参数个数可变的函数,第一参数代表接受者,第二个参数代表选择子(OC函数名),之后的参数就是消息中传入的参数。

  2. 当消息发送给对象时,消息函数跟随对象的isa指针找到类结构,并尝试在cache中搜索类中是否有对应的SEL,如果找到在cache中找到了则直接调用,这种情况下消息发送的耗时和函数调用相差无几
  3. 若cache中搜索失败,则到该类对应的dispatch table中搜寻方法,如果能找到这个跟选择子名称相同的方法,就跳转到其实现代码,往下执行。
  4. 该类的dispatch table中没有找到则继续沿着类层级向上寻找直到NSObject,找到后则进行方法调用并缓存。
  5. 如果最终还是找不到,那就进入消息转发的流程去进行处理。

消息转发流程

msg_forward.png

  1. 调用resolveInstanceMethod:征询接受者(所属的类)是否可以添加方法以处理未知的选择子?(此过程称为动态方法解析)若有,转发结束。若没有,走第二步。
  2. 调用forwardingTargetForSelector:询问接受者是否有其他对象能处理此消息。若有,转发结束,一切如常。若没有,走第三步。
  3. 调用forwardInvocation:运行期系统将消息封装到NSInvocation对象中,再给接受者一次机会。
  4. 以上三步还不行,就抛出异常:unrecognized selector sent to instance xxxx

消息转发实例

  1. 在ViewController的头文件中声明一个方法,但是不要在ViewController.m中实现

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    ViewController.h

    #import <UIKit/UIKit.h>

    @interface ViewController : UIViewController

    - (void)testForwardMethod;

    @end
  2. 在AppDelegate中调用ViewController的testForwardMethod 方法

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    AppDelegate.m

    [[[ViewController alloc] init] testForwardMethod];
  3. 这时候编译没有问题,但是运行会出现-[ViewController testForwardMethod]: unrecognized selector sent to instance 0x10581bfe0

  4. 在ViewController.m中增加消息转发的方法

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    ViewController.m

    - (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
    {
    NSLog(@"ViewController forwardingTargetForSelector");
    return [[TestView alloc] init];
    }

    // 如果有方法的实现,所有消息转发的过程都不会进行
    //- (void)testForwardMethod
    //{
    // NSLog(@"ViewController testForwardMethod");
    //}

    TestView.m

    - (void)testForwardMethod
    {
    NSLog(@"TestView testForwardMethod");
    }
    • (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector; 把aSelector转发给其他类对象。
  5. 在ViewController.m中增加两个消息转发的方法

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    ViewController.m

    - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
    {
    NSLog(@"ViewController methodSignatureForSelector");
    if (aSelector == @selector(testForwardMethod))
    {
    NSLog(@"ViewController methodSignatureForSelector equal");
    return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
    }

    - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
    {
    NSLog(@"ViewController forwardInvocation:");
    }
    1. - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector返回一NSMethodSignature对象,该对象包含给定选择器标识的方法的描述。在方法转发过程中如果需要使NSInvocation 则就需要使用这个方法
  6. signatureWithObjCTypes:是用C字符串来创建NSMethodSignature对象,详细的描述以看这篇文章

避开动态绑定

要想不使用OC的动态绑定,唯一的方案是获取到方法地址直接调用。 **这种方案仅适用于 对一个方法重复多次调用,并且对性能敏感 的情况 **

  1. 通过NSObjectmethodForSelector获取到方法实现的地址
  2. 使用指针直接调用方法
    下面是以setFilled:方法为例
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    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);

    methodForSelector不是Objective-C的特性,而是由Cocoa runtime system提供