iOS消息发送机制

在<objc/objc.h>头文件中查看class与object在Objective-C的定义

/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;     //类，结构体指针，实际也是对象

/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {    //实例对象的isa指针指向类对象，而类对象的isa指向元类
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;    //对象，结构体指针

由上面可以看出，对象本质是个结构体指针，而类实际也是一个结构体指针，所以类也是对象，实例对象的isa指针指向类（对象），而类对象的isa指针指向元类
在objc/runtime.h中objc_class结构体的定义如下：
以下为类结构体，其中包含缓存方法列表、方法列表、属性列表、父类指针等

struct objc_class {
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;     //isa指针

#if !__OBJC2__
    Class _Nullable super_class                              OBJC2_UNAVAILABLE;  // 父类
    const char * _Nonnull name                               OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类名
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE; // 类的版本信息，默认为0
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE; // 类信息，供运行期使用的一些位标识
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;  // 该类的实例变量大小
    struct objc_ivar_list * _Nullable ivars                  OBJC2_UNAVAILABLE;  // 该类的成员变量链表
    struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;   // 方法定义的链表
    struct objc_cache * _Nonnull cache                       OBJC2_UNAVAILABLE;   // 缓存方法列表
    struct objc_protocol_list * _Nullable protocols          OBJC2_UNAVAILABLE;  // 协议列表
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;

消息发送流程：
1.首先检查这个selector是不是要忽略，如有了垃圾回收装置就不会理会retain，release等
2.检测这个selector的target是不是nil，OC允许我们对一个nil对象执行任何方法不会Crash，因为运行时会被忽略掉
3.查找这个类的实现IMP，先从缓存方法列表cache里查找，执行过的方法会添加到该列表中，如果找到了就运行对应的函数去执行相应的代码
4.如果没有找到就找类的方法列表methodLists中是否有对应的方法，找到则执行
5.如果该对象的类的方法列表中找不到就到父类的方法列表中查找，一直找到NSObject类为止
6.如果还是没找到就要开始进入消息转发（动态方法解析，备援接收者，消息重定向）
*动态方法解析
当runtime系统在Cache和类的方法列表（包括父类）中找不到要执行的方法时runtime会调用resolveInstanceMethod: 或者resolveClassMethod: 来给我们一次动态添加方法实现的机会，在该方法中可以使用class_addMethod动态添加方法，则例如：

//动态添加一个方法
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    NSString * methodName = NSStringFromSelector(sel);
    if([methodName isEqualToString:@"sendMessage:"]){
        class_addMethod([self class], @selector(sendMessage:), (IMP)sendMessage, "v@:@");
       return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:name];  
}
void sendMessage(id self,SEL cmd,id value){
    NSLog(@"value=%@",value);
}

动态方法解析是在消息转发机制侵入之前执行，动态方法解析器将会首先给予提供该方法选择器对应的IMP的机会。如果你想让该方法选择器被传送到转发机制，就让resolveInstanceMethod：方法返回NO。
*备援接收者
当对象所属类不能动态添加方法后，runtime就会询问当前的接受者是否有其他对象可以处理这个未知的selector

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
    NSString * methodName = NSStringFromSelector(aSelector);
    if([methodName isEqualToString:@"sendMessage:"]){
        return [[OtherObject alloc]init];//返回一个实现了某方法的对象，让他去调用，例如：OtherObject对象
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

*消息重定向
当没有备援接收者时，就只剩下最后一次机会，那就是消息重定向。这个时候runtime会将未知消息的所有细节都封装为NSInvocation对象

//消息中转,丢给能接受这个消息处理的对象
//获取方法签名
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
    NSString * methodName = NSStringFromSelector(aSelector);
    if([methodName isEqualToString:@"sendMessage:"]){
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:@"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
    SEL sel = anInvocation.selector;
    OtherObject * oth = [[OtherObject alloc]init];
    if([oth respondsToSelector:sel]){
        [anInvocation invokeWithTarget:oth];
    }else{
        return [super forwardInvocation:anInvocation];
    }
}