1. Objective-C 的消息派发

Objective-C 是动态语言，所有的消息都是在 Runtime 进行派发的

1.1. objc_msgSend

�最底层的转发函数为objc_msgSend，它的定义如下

OBJC_EXPORT id objc_msgSend(id self, SEL op, ...)

从以上的定义我们可以得出一个消息转发包含了几大要素：target、selector、arguments、return value，objc_msgSend 是 C 函数，苹果不提倡我们直接使用该函数来向对象消息。

1.2. performSelector

想必大家都知道使用 performSelector 给对象发送消息，但是其有几个短板

• 在 ARC 场景下 performSelector 可能会造成内存泄漏
• performSelector 至多接收 2 个参数，如果参数多余 2 个，我们就无法使用 performSelector 来向对象发送消息了。
• performSelector 限制参数类型为 id，以标量数据(int double NSInteger 等)为参数的方法使用 performSelector 调用会出现各种各样诡异的问题

1.3. NSInvocation

NSInvocation 是苹果工程师们提供的一个高层的消息转发系统。它是一个命令对象，可以给任何 Objective-C 对象类型发送消息，接下来将介绍 NSInvocation 的�用法。

2. NSInvocation 的使用

2.1. 初始化

必须使用工厂方法 invocationWithMethodSignature: 来创建一个 NSInvocation 实例。工厂方法的参数是一个 NSMethodSignature 对象。一般使用 NSObject 的实例方法 methodSignatureForSelector: 或者类方法 instanceMethodSignatureForSelector: 来创建对应 selector 的 NSMethodSignature 对象。

例：创建类方法的签名与实例方法签名

- (void)createClassMethodSignature:(SEL)selector {
    NSMethodSignature *methodSignature = [[self class] methodSignatureForSelector:selector];
}

- (void)createInstanceMethodSignature:(SEL)selector {
    NSMethodSignature *methodSignature = [self methodSignatureForSelector:selector];
}

2.2. 接受对象以及选择子

需要注意的是 NSMethodSignature 对象仅仅表示了方法的签名：方法的请求、返回数据的编码。所以在使用 NSMethodSignature 来创建 NSInvocation 对象之后仍需指定消息的接收对象和选择子。

NSMethodSignature *methodSignature = [[self class] methodSignatureForSelector:selector];
NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:methodSignature];
[invocation setTarget:[self class]];
[invocation setSelector:selector];

原则是接收对象的对应选择子需要跟 NSMethodSignature 相匹配。但是根据实践来说，只要不造成 NSInvocation setArgument:atIndex 越界的异常，都是可以成功转发消息的，并且转发成功之后，未赋值的参数都将被赋值为 nil。

例如：

- (void)greetingWithInvocation {
    NSMethodSignature *methodSignature = [self methodSignatureForSelector:@selector(greetingWithName:)];
    
    NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:methodSignature];
    [invocation setSelector:@selector(greetingWithAge:name:)];
    
//    NSString *name = @"Tom";
//    [invocation setArgument:&name atIndex:3];
    NSUInteger age = 10;
    [invocation setArgument:&age atIndex:2];
    
    [invocation invokeWithTarget:self];
}

- (void)greetingWithName:(NSString *)name {
    NSLog(@"Hello World %@!",name);
}

- (void)greetingWithAge:(NSUInteger)age name:(NSString *)name {
    NSLog(@"Hello %@ %ld!", name, (long)age);
}

执行结果：

2017-05-03 16:16:29.815 NSInvocationDemo[50214:49610519] Hello (null) 10!

2.3. 参数传递

- (void)getArgument:(void *)argumentLocation atIndex:(NSInteger)idx;
- (void)setArgument:(void *)argumentLocation atIndex:(NSInteger)idx;

以上为 NSInvocation 类中定义针对参数的操作。 argumentLocation 参数为 void * 类型，表示需要传递指针地址给它。idx 参数是从 2 开始的，0 和 1 分别代表 target 和 selector，虽然可以�直接使用 getArgument:atIndex 来获取 target 和 selector，但是不如 NSInvocation 的 target 以及 selector 属性来的方便。需要注意的是当 idx 超过对应 NSMethodSignature 的参数个数的时候获取参数和设置参数的方法都会抛出 NSInvalidArgumentException 异常。

例如：给 greetingWithName: 方法传参

- (void)sendMsgWithInvocation {
    NSString *name = @"Tom";
    SEL selector = @selector(greetingWithName:);

    NSMethodSignature *methodSignature = [self methodSignatureForSelector:selector];
    NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:methodSignature];
    [invocation setTarget:self];
    [invocation setSelector:selector];
    [invocation setArgument:&name atIndex:2];
    [invocation invoke];
}

- (void)greetingWithName:(NSString *)name {
    NSLog(@"Hello %@!", name);
}

需要特别注意 setArgument:atIndex: 默认不会强引用它的 argument，如果 argument 在 NSInvocation 执行的时候之前被释放就会造成野指针异常（EXC_BAD_ACCESS）。

NSInvocation_Crash.png

如上图所示， invocation 未�强引用它的 target，在控制器弹出之后，target �被释放，然后再 invoke 这个 invocation 会造成野指针异常。调用 retainArguments 方法来强引用参数（包括 target 以及 selector）。

2.4. 返回数据

NSInvocation 类中的返回数据的方法如下

- (void)getReturnValue:(void *)retLoc;
- (void)setReturnValue:(void *)retLoc;

可以看到返回数据仍然是通过传入指针来进传值的。例：

- (void)plusWithInvocation {
    NSMethodSignature *methodSignature = [self methodSignatureForSelector:@selector(plusWithA:B:)];
    NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:methodSignature];
    [invocation retainArguments];
    [invocation setTarget:self];
    [invocation setSelector:@selector(plusWithA:B:)];
    
    int a = 10;
    [invocation setArgument:&a atIndex:2];
    int b = 5;
    [invocation setArgument:&b atIndex:3];
    
    [invocation invoke];
    
    int result;
    [invocation getReturnValue:&result];
    NSLog(@"%ld", (long)result);
}

- (int)plusWithA:(int)a B:(int)b {
    return a + b;
}

输出结果为：

2017-05-03 17:13:31.884 NSInvocationDemo[50948:49713408] 15

需要注意的是：考虑到 getReturnValue 方法仅仅是将返回数据拷贝到提供的缓存区（retLoc）内，并不会考虑到此处的内存管理，所以如果返回数据是对象类型的，实际上获取到的返回数据是 __unsafe_unretained 类型的，上层函数再�把它作为返回数据返回的时候就会造成野指针异常。通常的解决方法有2种：

第一种：新建一个相同类型的对象并指向它，这样做 result 就会强引用 tempResult，当做返回数据返回之后会自动添加 autorelease 关键字，也就不会造成野指针异常。

NSNumber __unsafe_unretained *tempResult;
[invocation getReturnValue:&tempResult];
NSNumber *result = tempResult;
return result;

第二种：�使用 __bridge 将缓存区转换为 Objective-C 类型，这种做法其实跟第一种相似，但是我们更建议使用这种方式来解决以上问题，因为 getReturnValue �本来就是给缓存区写入数据，缓存区声明为 void* 类型更为合理，然后通过 __bridge 方式转换为 Objective-C 类型并�且将该内存区的内存管理交给 ARC。

void *tempResult = NULL;
[invocation getReturnValue:&tempResult];
NSNumber *result = (__bridge NSNumber *)tempResult;
return result;