objc_msgSend之动态解析和消息转发

前一个博客介绍了objc_msgSend消息发送的机制，本节我们从动态解析以及之后的消息转发来继续了解。

一、动态解析

我们通过上面的forward_imp来深入了解一下，我们通过对forward_imp一层层的调用关系最后定位到了最后这张图片，即当找不到方法实现的时候，就尝试一次方法解析。一次动态解析可以将方法加入到cache中。

我们继续向下看resolveMethod_locked的实现：

这里对cls是否是元类进行了判断，如果是元类，说明是类方法的调用，则调用resolveClassMethod，如果是类，则说明是实例方法的调用，则调用resolveInstanceMethod。

 

我们可以看到在resolveClassMethod、resolveInstanceMethod通过objc_msgSend去调用resolveClassMethod： 和resolveInstanceMethod：而resolveClassMethod其中的cls本来就是元类，通过getMaybeUnrealizedNonMetaClass来获取元类对应的类对象，然后再通过类对象发送消息（相当于类方法）。

那么此时的resolveInstanceMethod： 和 resolveClassMethod: 的实现就交给了开发者，可以利用这两个函数来防止程序找不到方法时所导致的奔溃。// 第一根稻草，使用动态解析，动态添加方法

@implementation LGPerson
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    NSLog(@"%s--%@",__func__,NSStringFromSelector(sel));
    //动态实现添加test方法
//该方法中将test的实现动态替换为other，所以我们查找到other方法，调用方法，结束查找并将方法缓存到cache中。

    if(sel == @selector(test)){
        IMP imp = class_getMethodImplementation(self.class, @selector(method1));
    }
    return YES;
}

-(void) method1{
    NSLog(@"%s",__func__);
}

 

这里借助这篇博客（https://juejin.cn/post/7095673959537967135/）里的一张图来理解一下动态解析的流程：

二、消息转发流程

如果动态解析阶段还是没有对应的方法，那么就会来到消息转发阶段。消息转发阶段分为两部分，替换消息接收者阶段，也有叫快速转发，和完全消息转发阶段，也叫慢速转发阶段。

2.1 消息快速转发

实现forwardingTargetForSelector方法，并返回替换的对象。实现如下：消息转发会去LGTeacher里面去找method1。


//第二根稻草，使用快速消息转发，找其他对象来实现方法

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(method1)) {
        return [LGTeacher new]
    }

    return nil;
}

@implementation LGTeacher

//从消息转发而来
- (void)method1 {
    NSLog(@"%s__ %@",__FUNCTION__,[self class]);
}
@end

2.2 消息慢速转发

如果forwardingTargetForSelector方法返回的是nil，那么我们还有最后一根稻草可以抓住-完全消息转发。相比于快速抓发，不经可以替换消息接受者，还能替换方法。

//消息的慢速转发
-(NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
    NSLog(@"%s",__func__);
    //方法的有效签名
    return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
}
-(void) forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
    LGTeacher *t = [LGTeacher new];
    if([self respondsToSelector:anInvocation.selector]){
        [anInvocation invokeWithTarget:self];
    }else if([t respondsToSelector:anInvocation.selector]){
        [anInvocation invokeWithTarget:t];
    }else{
        NSLog(@"该功能正在开发中");
    }
}

三、总结

3.1 动态解析和消息转发流程总结

• 在消息发送的时候，如果在cache和方法列表中都没有找到方法实现，会来到动态解析阶段
• 通过调用resolveInstanseMethod或resolveClassMethod，来动态的解析方法的实现。
• 如果在方法里返回YES，则会进入消息转发阶段，通过frowardingTargetSelector，可以将消息转发到能处理消息的实例里面。
• 如果没有进行快速转发，可以methodSignatureForSeletor 和 forwardInvocation 来进行完全消息转发。
• 注意：resolveInstanseMethod会被调用两次，第一次是快速转发的时候调用，第二次是慢速转发的时候调用methodSignatureForSeletor时，其内部调用了class_getInstanceMethod方法，在这个方法的内部又调用了lookUpImpOrForward，此时消息的动态决议就会被调用两次。

3.1.1 类的实例方法动态方法解析：

1.缓存查找，没有找到
2.类查找/父类查找
3.动态方法解析 resolveMethod_locked，再去找cls的元类的resolveInstacenMethod的imp
4.如果还是没有实现，再去找根元类，直到找到 NSObject根元类 的 resolveInstacenMethod的imp
5.系统主动给类对象发送一条resolveInstacenMethod消息（找到cls的元类继承链中的resolveInstacenMethod并调用它，并缓存到本类的cache）(这是为了补救imp没有找到的错误)
6.接着还会往类对象里cache通过sel查找一次resolveInstacenMethod的imp

 

3.1.2 类方法动态方法解析：

1.缓存查找，没有找到
2.元类/根元类的方法列表，没有找到
3.动态方法解析resolveMethod_locked，再去找cls的元类的resolveClassMethod的imp
4.如果还是没有实现，就去找元类->根元类直到找到NSObjec根元类的resolveInstacenMethod的imp
5.给元类发送一条消息(这里苹果做了处理，下面做源码分析)，让sel+imp绑定

3.2 苹果设计这两个阶段的原理

首先，确实动态解析，快速转发和慢速转发都能做到防止程序unrecognized selector sent to instance 类型的crash，这三种方式也被称做消息发送的三根救命稻草。。这些阶段的前提都是在没有找到方法实现，设计这些并不会影响消息发送的效率。而每根稻草实际的实现原理是不同的，动态解析是动态的去添加方法实现，消息转发是让一个替代者来实现。