iOS中runtime的消息传递和消息转发机制

2018-06-18 阅读量

众所周知，oc是一门动态语言，也就意味着他需要一个运行时系统来动态的创建类和对象、进行消息传递和转发，而Runtime的机制就体现了他的动态性。

Runtime的特性主要是消息传递，如果消息在对象中找不到，就进行转发。

Runtime的消息传递

//对象
struct objc_object {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
//类
struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
    Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
//方法列表
struct objc_method_list {
    struct objc_method_list *obsolete                        OBJC2_UNAVAILABLE;
    int method_count                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
    int space                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
    /* variable length structure */
    struct objc_method method_list[1]                        OBJC2_UNAVAILABLE;
}                                                            OBJC2_UNAVAILABLE;
//方法
struct objc_method {
    SEL method_name                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
    char *method_types                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    IMP method_imp                                           OBJC2_UNAVAILABLE;
}

由上面的结构体可知消息传递的步骤：

系统首先找到消息的接收对象，然后通过对象的isa指针找到对象所属的类或者类所属的元类
先去类或者元类的cache列表中根据SEL去找这个方法
没有找到则去类中的method_list里查找，看是否有SEL方法
没有找到就去父类的method_list里查找
找到了，执行对应方法里的IMP指针，调用这个函数
没有找到，进入动态方法解析或者消息转发。

Runtime消息转发

上面说到了消息传递的过程，最后一步如果没找到对应方法，那么就会进入动态方法解析或者消息转发，而这正是系统留给我们的最后三次机会。

动态方法解析
消息重定向
消息转发

1.动态方法解析

如下代码：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    UIButton *btn = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
    btn.backgroundColor = [UIColor redColor];
    btn.frame = CGRectMake(80, 100, 100, 30);
    [self.view addSubview:btn];
    [btn addTarget:self action:@selector(clickHandhle:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
}

我们指定了clickHandle:方法，但我们没有定义，如果我们这时候不做任何处理，那么点击这个按钮必然崩溃。

添加如下代码：

//#import "objc/runtime.h"
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    if (sel == @selector(clickHandhle:)) {//如果是执行clickHandhle函数，就动态解析，指定新的IMP
        class_addMethod([self class], sel, (IMP)newMethod, "v@:");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

void newMethod(id obj, SEL _cmd) {
    NSLog(@"Doing something");//新的clickHandhle函数
}

因为消息转发的第一步走的是动态方法解析，在这里我们写了resolveInstanceMethod方法（如果是类方法调用则重写resolveClassMethod方法），必然会走该方法，这时候通过runtime提供的添加方法，我们指定一个新方法的IMP，并定义这个IMP对应的函数(方法名一样即可)，也就是将消息动态解析成了我们指定的一个方法。

打印如下：

1	Doing something

但如果我们没有写resolveInstanceMethod方法呢，那么系统默认这个方法返回了NO，运行时就会移到下一步：forwardingTargetForSelector

2.消息转发一：消息重定向

在上面第一步消息动态方法解析注释掉或者返回NO，则消息转发进入了消息重定向。如下代码：

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(clickHandhle:)) {
        return [NewClass new];//返回NewClass对象，让NewClass对象接收这个消息
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

定义一个新的类NewClass，并在类中实现ClickHandhle:方法

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- (void)clickHandhle:(UIView *)btn {
    NSLog(@"这是新类里的方法");
}

打印结果如下：

这是新类里的方法

可以看到forwardingTargetForSelector把当前类中的方法转发给了NewClass去执行了。

如果该方法返回ni或者self，则会进入最终的消息转发。

3.消息转发二：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。首先他会通过methodSignatureForSelector方法将未实现的方法的相关信息打包成一个NSInvocation对象，然后调用forwardInvovation:方法去交给一个类实现。当然了如果methodSignatureForSelector返回nil，则Runtime会发出doesNotRecognizeSelector消息，程序这时就会挂掉了。

如下代码：

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(clickHandhle:)) {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];////签名，进入forwardInvocation
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    SEL sel = anInvocation.selector;
    NewClass *demoClass = [NewClass new];
    if ([demoClass respondsToSelector:sel]) {
        [anInvocation invokeWithTarget:demoClass];
    } else {
        NSLog(@"没有办法了、。。");
    }
}

打印结果：

这是新类里的方法

从打印结果来看，我们实现了完整的转发。通过签名，Runtime生成了一个NSInvocation对象，发送给了forwardInvovation,我们在forwardInvovation方法里面让NewClass对象去执行了clickHandhle:函数。