oc的消息传递机制与消息转发机制

消息传递机制：

在OC中,方法的调用不再理解为对象调用其方法，而是要理解成对象接收消息，消息的发送采用‘动态绑定’机制，具体会调用哪个方法直到运行时才能确定，确定后才会去执行绑定的代码。方法的调用实际就是告诉对象要干什么，给对象(的指针)传送一个消息，对象为接收者（receiver），调用的方法及其参数即消息（message），给一个对象传消息表达为：[receiver message]; 接受者的类型可以通过动态类型识别于运行时确定。

在消息传递机制中，当开发者编写[receiver message];语句发送消息后，编译器都会将其转换成对应的一条objc_msgSend C语言消息发送原语，具体格式为： 

void objc_msgSend (id self, SEL cmd, ...)

这个原语函数参数可变，第一个参数填入消息的接受者，第二个参数是消息‘选择子’，后面跟着可选的消息的参数。有了这些参数，objc_msgSend就可以通过接受者的的isa指针，到其类对象中的方法列表中以选择子的名称为‘键’寻找对应的方法，找到则转到其实现代码执行，找不到则继续根据继承关系从父类中寻找，如果到了根类还是无法找到对应的方法，说明该接受者对象无法响应该消息，则会触发‘消息转发机制’，给开发者最后一次挽救程序崩溃的机会。

消息转发机制：

如果消息传递过程中，接受者无法响应收到的消息，则会触发进入‘消息转发’机制。

消息转发依次提供了三道防线，任何一个起作用都可以挽救此次消息转发。按照先后顺序三道防线依次为：
动态补加方法的实现

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel

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直接返回消息转发到的对象（将消息发送给另一个对象去处理）

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector

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手动生成方法签名并转发给另一个对象

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector;
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation;

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示例

这里以一个简单的例子展示消息转发的完整个过程。定义一个Test类，类头文件声明一个名为instanceMethod的实例方法但不提供方法实现（消息转发主要就针对实例方法，类方法由于无法在运行时动态添加实现等事实并不能转发给其他类）：

/* Test.h */
@interface Test : NSObject
/* 只声明一个实例方法而不在.m文件中实现 */
- (void)instanceMethod;
@end

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然后在main函数中实例化Test对象并调用该实例方法，由于方法没有实现，因此在运行时一定会触发消息转发机制：

/* main.m */
#import "Test.h"
#import <objc/runtime.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
Test *test = [[Test alloc] init];
[test instanceMethod];
return 0;
}

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先进入消息转发的第一道防线，我们在Test类的.m文件中提供运行时的转发接应，实现resolveInstanceMethod方法为指定的instanceMethod消息补加对应方法的实现完成补救：

/* Test.m */
#import <objc/runtime.h>
/*
* 被动态添加的实例方法实现
*/
void instanceMethod(id self, SEL _cmd) {
NSLog(@"收到消息后会执行此处的函数实现...");
}

/*
* 动态补加方法实现
*/
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
if (sel == @selector(instanceMethod)) {
class_addMethod(self, sel, (IMP)instanceMethod, "v@:");
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

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如果没有实现resolveInstanceMethod方法就行补救或者直接返回了NO，则进入第二道防线，这里我们要实现forwardingTargetForSelector函数返回另一个实例对象，让该对象代替原对象去处理这个消息。 

假设我们让一个叫做Test2的类对象去处理这个消息，Test2类中要有同名的方法和方法的实现,这样就会执行Test2中的同名方法完成消息转发：

/* Test2.h */
@interface Test2 : NSObject
- (void)instanceMethod;
@end

/* Test2.m */
@implementation Test2
- (void)instanceMethod {
NSLog(@"消息转发到这...");
}
@end

/* Test.m */
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
/* 返回转发的对象实例 */
if (aSelector == @selector(instanceMethod)) {
return [[Test2 alloc] init];
}
return nil;
}

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如果没有实现上面的两个补救方法或者forwardingTargetForSelector方法直接返回了nil，则进入最后一道防线，此时我们要手动生成方法签名并实现forwardInvocation方法将消息转发给另一个对象，同第二道防线类似：

/* Test.m */
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
/* 为指定的方法手动生成签名 */
NSString *selName = NSStringFromSelector(aSelector);
if ([selName isEqualToString:@"instanceMethod"]) {
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
}
return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
/* 如果另一个对象可以相应该消息，则将消息转发给他 */
SEL sel = [anInvocation selector];
Test2 *test2 = [[Test2 alloc] init];
if ([test2 respondsToSelector:sel]) {
[anInvocation invokeWithTarget:test2];
}
}

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完整代码

 
main.m

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Test.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
Test *test = [[Test alloc] init];
[test instanceMethod];
return 0;
}

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Test

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Test : NSObject

- (void)instanceMethod;

@end

#import "Test.h"
#import "Test2.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation Test
/*
* 被动态添加的实例方法实现
*/
void instanceMethod(id self, SEL _cmd) {
NSLog(@"收到消息会执行此处的函数实现...");
}

/*
* 1.第一道防线：动态补加方法实现
*/
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
// return NO;
if (sel == @selector(instanceMethod)) {
class_addMethod(self, sel, (IMP)instanceMethod, "v@:");
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

/*
* 2.第二道防线
*/
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
// return nil;
/* 返回转发的对象实例 */
if (aSelector == @selector(instanceMethod)) {
return [[Test2 alloc] init];
}
return nil;
}

/*
* 3.第三道防线
*/
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
/* 为指定的方法手动生成签名 */
NSString *selName = NSStringFromSelector(aSelector);
if ([selName isEqualToString:@"instanceMethod"]) {
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
}
return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
/* 如果另一个对象可以相应该消息，则将消息转发给他 */
SEL sel = [anInvocation selector];
Test2 *test2 = [[Test2 alloc] init];
if ([test2 respondsToSelector:sel]) {
[anInvocation invokeWithTarget:test2];
}
}

@end

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Test2

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Test2 : NSObject

- (void)instanceMethod;

@end

#import "Test2.h"

@implementation Test2

- (void)instanceMethod {
NSLog(@"消息转发到这...");
}

@end