iOS RunTime Advance 03 (消息转发)

消息转发

前文介绍了进行一次发送消息会在相关的类对象中搜索方法列表，如果找不到则会沿着继承树向上一直搜索直到继承树根部（通常为NSObject），如果还是找不到并且消息转发都失败了就回执行 doesNotRecognizeSelector: 方法报 unrecognized selector 错。

但在抛出异常之前，还有 三次机会 按以下顺序让你拯救程序:

Method Resolution 动态方法解析
Fast Forwarding 备用接收者
Normal Forwarding 完整消息转发

消息转发流程简图：
Message Forward

动态方法解析 Method Resolution

首先，OC运行时会调用 +resolveInstanceMethod:或者 +resolveClassMethod:，让你有机会提供一个函数实现。如果你添加了函数并返回YES，那运行时系统就会重新启动一次消息发送的过程。

实现一个动态方法解析的例子如下：

@interface Message : NSObject

- (void)sendMessage:(NSString *)word;

@end

@implementation Message

- (void)sendMessage:(NSString *)word
{
    NSLog(@"normal way : send message = %@", word);
}

@end

如果创建Message对象并调用sendMessage:方法：

1 2	Message *message = [Message new]; [message sendMessage:@"App Dev Club"];

控制台会打印以下信息:

1	normal way : send message = App Dev Club

但现在我将原来sendMessage:方法实现给注释掉，覆盖resolveInstanceMethod:方法：

#pragma mark - Method Resolution

/// override resolveInstanceMethod or resolveClassMethod for changing sendMessage method implementation
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    //形式1:
    if (sel == @selector(sendMessage:)) {
        class_addMethod([self class], sel, imp_implementationWithBlock(^(id self, NSString *word) {
            NSLog(@"method resolution way : send message = %@", word);
        }), "v@*");
        
        return YES;
    }
    
    //形式2:
    if (sel == @selector(foo:)) {//如果是执行foo函数，就动态解析，指定新的IMP
        class_addMethod([self class], sel, (IMP)fooMethod, "v@:");
        return YES;
    }

    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

void forwardMethod(id obj, SEL _cmd) {
    NSLog(@"Doing foo");//新函数
}

控制台就会打印以下信息：

1	method resolution way : send message = App Dev Club

注意到上面代码有这样一个字符串"v@*"("v@:")，它表示方法的参数和返回值，详情参考 Type Encodings

可以看到虽然没有实现sendMessage:这个函数，但是我们通过class_addMethod动态添加函数，并执行这个函数的IMP。从结果看，成功实现了。
如果resolve方法返回 NO ，运行时就会移到下一步：forwardingTargetForSelector。

备用接收者 Fast Forwarding

如果目标对象实现- forwardingTargetForSelector:方法，系统就会在运行时调用这个方法，只要这个方法返回的不是nil或self，也会重启消息发送的过程，把这消息转发给其他对象来处理。否则，就会继续Normal Fowarding。
继续上面Message类的例子，将sendMessage:和resolveInstanceMethod:方法注释掉，然后添加forwardingTargetForSelector:方法的实现：

#pragma mark - Fast Forwarding
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
    if (aSelector == @selector(sendMessage:)) {
        return [MessageForwarding new];/返回一个新对象，让新对象接收这个消息
    }
    
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

此时还缺一个转发消息的类MessageForwarding，这个类的设计与实现如下：

@interface MessageForwarding : NSObject

- (void)sendMessage:(NSString *)word;

@end

@implementation MessageForwarding

- (void)sendMessage:(NSString *)word
{
    NSLog(@"fast forwarding way : send message = %@", word);
}

@end

此时，控制台会打印以下信息：

1	fast forwarding way : send message = App Dev Club

这里叫Fast，是因为这一步不会创建NSInvocation对象，但Normal Forwarding会创建它，所以更快点。

完整消息转发 Normal Forwarding

如果没有使用Fast Forwarding来消息转发，则唯一能做的就是启用完整的消息转发机制了.

首先它会发送-methodSignatureForSelector:消息获得函数的参数和返回值类型。
如果-methodSignatureForSelector:返回 nil ，Runtime则会发出 -doesNotRecognizeSelector:消息，程序这时也就crash掉了，并抛出 unrecognized selector sent to instance 异常信息。
如果返回了一个函数签名，Runtime就会创建一个NSInvocation对象并发送 -forwardInvocation:消息给目标对象。

实例：

#pragma mark - Normal Forwarding
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
    NSMethodSignature *methodSignature = [super methodSignatureForSelector:aSelector];
    
    if (!methodSignature) {
        methodSignature = [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:*"];
    }
    
    return methodSignature;
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
    MessageForwarding *messageForwarding = [MessageForwarding new];
    
    if ([messageForwarding respondsToSelector:anInvocation.selector]) {
        [anInvocation invokeWithTarget:messageForwarding];
    }
}

三种方法的选择

Runtime提供三种方式来将原来的方法实现代替掉，那该怎样选择它们呢？

Method Resolution：由于Method Resolution不能像消息转发那样可以交给其他对象来处理，所以只适用于在原来的类中代替掉。
Fast Forwarding：它可以将消息处理转发给其他对象，使用范围更广，不只是限于原来的对象。
Normal Forwarding：它跟Fast Forwarding一样可以消息转发，但它能通过NSInvocation对象获取更多消息发送的信息，例如：target、selector、arguments和返回值等信息。