NullSafe基于Runtime的深度解析

Objective-C是一门动态语言，一个函数是由一个selector(SEL)，和一个implement(IML)组成的。
执行一个方法时如果系统找不到方法会给几次机会寻找方法，实在没有此方法就会抛出异常。

运行时查找函数的步骤

由图可见

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

这两个函数是最后一个寻找IML的机会。这个函数让重载方有机会抛出一个函数的签名，再由后面的forwardInvocation:去执行。

 

源码解读

#ifndef NULLSAFE_ENABLED
#define NULLSAFE_ENABLED 1
#endif

// 忽略warning
// 三木运算符忽略中间一木导致的警告
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wgnu-conditional-omitted-operand"

 

关闭警告

// 调用methodSignatureForSelector 方法
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)selector
{
    // 保持原子性，添加同步锁，防止被修改
    @synchronized([self class])
    {
     }
}

 

 // 本类父类种寻找是否拥有此方法，拥有方法则直接返回 signature
        NSMethodSignature *signature = [super methodSignatureForSelector:selector];
        if (!signature)
        {
        }
        return signature;

 

// 本类父类种寻找是否拥有此方法
        NSMethodSignature *signature = [super methodSignatureForSelector:selector];
        if (!signature)
        {
            // 方法列表
            static NSMutableSet *classList = nil;
            // 缓存方法字典
            static NSMutableDictionary *signatureCache = nil;
            if (signatureCache == nil)
            {
                classList = [[NSMutableSet alloc] init];
                signatureCache = [[NSMutableDictionary alloc] init];
                
                //get class list
                
                /*
                 分析：该函数的作用是获取已经注册的类，它需要传入两个参数，第一个参数 buffer ：已分配好内存空间的数组，第二个参数 bufferCount ：数组中可存放元素的个数，返回值是注册的类的总数。
                 当参数 bufferCount 值小于注册的类的总数时，获取到的是注册类的集合的任意子集
                 第一个参数传 NULL 时将会获取到当前注册的所有的类，此时可存放元素的个数为0，因此第二个参数可传0，返回值为当前注册的所有类的总数。
                 */
                 // 获取项目中所有类的个数
                int numClasses = objc_getClassList(NULL, 0);
                
                // 调整一个classes的大小   =   获取一个class的 size  * 所有的class
                Class *classes = (Class *)malloc(sizeof(Class) * (unsigned long)numClasses);
                
                // 获取项目中class的个数
                numClasses = objc_getClassList(classes, numClasses);
                
                // 初始化被排除的 NSMutableSet
                NSMutableSet *excluded = [NSMutableSet set];
                
                for (int i = 0; i < numClasses; i++)
                {
                    // 判断classes【i】 是否有superclass
                    Class someClass = classes[i];
                    Class superclass = class_getSuperclass(someClass);

                    // 循环找出 someClass 的所有的superclass
                    while (superclass)
                    {
                        // 当superclass存在  判断是否等于 NSObject
                        if (superclass == [NSObject class])
                        {
                            // 等于 NSObject 加入 classList
                            [classList addObject:someClass];
                            break;
                        }
                        [excluded addObject:NSStringFromClass(superclass)];
                        superclass = class_getSuperclass(superclass);
                    }
                }

                // 上面循环走完之后 查找到所有继承自NSObject的类
                
                // 基于 NSObject 的类 中 删除 不基于 NSObject 类
                for (Class someClass in excluded)
                {
                    [classList removeObject:someClass];
                }

                // 释放上面创建的 classes
                free(classes);
            }

 

经过上面代码获取项目中的类的列表和缓存

            // check implementation cache first
            NSString *selectorString = NSStringFromSelector(selector);
            signature = signatureCache[selectorString];
            if (!signature)
            {
                for (Class someClass in classList)
                {
                    // 判断 这个基于NSObject类的子类是否能够响应传入的方法
                    if ([someClass instancesRespondToSelector:selector])
                    {
                        // someClass类能够响应selector方法
                        // 返回NSMethodSignature对象，这个对象包含被标示的实例方法的描述。
                        signature = [someClass instanceMethodSignatureForSelector:selector];
                        break;
                    }
                }
                
                // cache for next time
                signatureCache[selectorString] = signature ?: [NSNull null];
            }
            else if ([signature isKindOfClass:[NSNull class]])
            {
                // 缓存是NSNull类型的话 将需要执行的方法置为nil
                signature = nil;
            }

 

// forwardInvocation:将选择器转发给一个真正实现了该消息的对象。
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation
{
    // 将target = nil ，不发送
    invocation.target = nil;
    [invocation invoke];
}

 

总结：
当我们给一个NSNull对象发送消息的话，可能会崩溃（null是有内存的），而发送给nil的话，是不会崩溃的。

作者就是使用了这么一个原理，把发送给NSNull的而NSNull又无法处理的消息经过如下几步处理：

1. 创建缓存，缓存项目中类的所有类名。
2. 遍历缓存，寻找是否已经有可以执行此方法的类。
3. 如果有的话，返回这个NSMethodSignature。
4. 如果没有的话，返回nil,崩溃
5. 如果有的话，[invocation invokeWithTarget:nil];将消息转发给nil。

那么，如何判断NSNull无法处理这个消息呢，在OC中，系统如果对某个实例发送消息之后，它（及其父类）无法处理（比如，没有这个方法等），系统就会发送methodSignatureForSelector消息，如果这个方法返回非空，那么就去执行返回的方法，如果为nil,则发送forwardInvocation消息。

这样就完成整个转发链了。