Crash拦截器 - 让unrecognized selecto

在本文中，我们将了解到如下内容：

1. 基础的消息转发流程
2. unrecognized selector 拦截建议
3. 快速转发(Fast Forwarding)拦截unrecognized selector
4. 常规转发(Normal Forwarding)拦截unrecognized selector

前言

我们在第一天学习Objective-C这一门语言的时候，就被告知这是一门动态语言。
C这样的编译语言，在编译阶段就确定了所有函数的调用链，如果函数没有被实现，编译就根本不过了。而基于动态语言的特性，在编译期间，我们无法确认程序在运行时要调用哪一个函数，某一个未被实现的函数是否会在运行时被实现。
这样就可能会出现运行时发现调用的函数根本不存在的尴尬，这也就是我们收到unrecognized selector sent to XXX这样的崩溃的原因了(动态语言也有让人心累的地方，手动叹气)。

这篇文章要讨论的就是如果遇到了这种尴尬情况的时候，我们该如何避免我们最最最讨厌的崩溃(是的，所有的崩溃都是最最最让人讨厌的)。

消息转发流程

我们知道在我们调用某一个方法之后，最终调用的是objc_msgSend()这样一个方法，发送消息(selector)给消息接收者(receiver)。这个方法会根据OC的消息发送机制在receiver中查找selector。如果没有查找到，就会出现上述的运行时调用了未实现的函数的尴尬局面了。

不过为了缓解这种尴尬，我们还有机会来挣扎。这挣扎机会就是消息转发流程。

消息转发流程包含以下3个步骤：

1. 动态方法解析：resolveInstanceMethod:和resolveClassMethod:
2. 消息转发
   • 快速转发：forwardingTargetForSelector:
   • 常规转发：methodSignatureForSelector:和forwardInvocation:

消息转发流程是以动态方法解析、消息快速转发、消息常规转发这样的顺序来执行的。如果其中任意一个步骤能使消息被执行，那么就不会出现unrecognized selector sent to XXX的崩溃。

动态方法解析

resolveInstanceMethod:这个方法的作用是动态地为selector提供一个实例方法的实现。而resolveClassMethod:则是提供一个类方法的实现。

所以我们可以在这两个方法中，为对象添加方法的实现，再返回YES告诉已经为selector添加了实现。这样就会重新在对象上查找方法，找到我们新添加的方法后就直接调用。从而避免掉unrecognized selector sent to XXX。

需要注意的是： 这两个方法会响应respondsToSelector:和instancesRespondToSelector:。

消息快速转发

forwardingTargetForSelector:的作用是将消息转发给其它对象去处理。
我们可以在这个方法中，返回一个对象，让这个对象来响应消息。

需要注意的是： 如果在这个方法中返回self或nil，则表示没有可响应的目标。

消息常规转发

forwardInvocation:的作用也是将消息转发给其它对象。不过与 消息快速转发 不同的是该方法需要手动的创建一个NSInvocation对象，并手动地将新消息发送给新的接收者。

很显然，这种方式会比 消息快速转发 付出更大的消耗。

如何选择拦截方案的建议

对于以上的三个步骤，我们该选择哪一个步骤来进行拦截呢？

• 动态方法解析 - 不建议
  1. 这个方法会为类添加本身不存在的方法，绝大多数情况下，这个方法时冗余的。
  2. respondsToSelector:和instancesRespondToSelector:这两个方法都会调用到resolveInstanceMethod:，那么在我们需要使用这两个方法进行判断的时候，就会出现我们不想看到的情况。
• 消息快速转发 - 推荐
  会拦截掉已经通过消息常规转发实现的消息转发，但是可以通过判断避开对NSObject子类的消息常规转发的拦截。
• 消息常规转发 - 推荐
  这一步不会对原有的消息转发机制产生影响，缺点是更大的性能开销。

快速转发拦截方案

我们可以创建一个例如：crashPreventor的类，在forwardingTargetForSelector:中为crashPreventor添加selector，最后返回crashPreventor的实例。从而让crashPreventor的实例响应这个selector。具体代码如下：

@implementation NSObject (SelectorPreventor)

#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wobjc-protocol-method-implementation"
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
    Class rootClass = NSObject.class;
    Class currentClass = self.class;
    return [self.class actionForwardingTargetForSelector:aSelector rootClass:rootClass currentClass:currentClass];
}

+ (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    Class rootClass = objc_getMetaClass(class_getName(NSObject.class));
    Class currentClass = objc_getMetaClass(class_getName(self.class));
    return [self actionForwardingTargetForSelector:aSelector rootClass:rootClass currentClass:currentClass];
}

+ (id)actionForwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector rootClass:(Class)rootClass currentClass:(Class)currentClass {
    // 过滤掉内部对象
    NSString *className = NSStringFromClass(currentClass);
    if ([className hasPrefix:@"_"]) {
        return nil;
    }

    SEL methodSignatureSelector = @selector(methodSignatureForSelector:);
    IMP rootMethodSignatureMethod = class_getMethodImplementation(rootClass, methodSignatureSelector);
    IMP currentMethodSignatureMethod = class_getMethodImplementation(currentClass, methodSignatureSelector);
    if (rootMethodSignatureMethod != currentMethodSignatureMethod) {
        return nil;
    }

    NSString * selectorName = NSStringFromSelector(aSelector);

    // 上报异常
    // unrecognized selector sent to class XXX
    // unrecognized selector sent to instance XXX
    NSLog(@"unrecognized selector crash:%@:%@", className, selectorName);

    // 创建crashPreventor类
    NSString *targetClassName = @"crashPreventor";
    Class cls = NSClassFromString(targetClassName);
    if (!cls) {
        // 如果要注册类，则必须要先判断class是否已经存在，否则会产生崩溃
        // 如果不注册类，则可以重复创建class
        cls = objc_allocateClassPair(NSObject.class, targetClassName.UTF8String, 0);
        objc_registerClassPair(cls);
    }

    // 如果类没有对应的方法，则动态添加一个
    if (!class_getInstanceMethod(cls, aSelector)) {
        Method method = class_getInstanceMethod(currentClass, @selector(crashPreventor));
        class_addMethod(cls, aSelector, method_getImplementation(method), method_getTypeEncoding(method));
    }

    return [cls new];
}

#pragma clang diagnostic pop

- (id)crashPreventor {
    return nil;
}

@end

这里有几个点需要提一下：

1. - (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector;和+ (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector;都要在NSObject的分类中重写。前者对应实例方法，后者对应类方法。
2. 过滤掉一些系统内部对象，否则在启动的时候就会有一些奇怪的异常被捕获到。
3. 我们需要判断当前类是否实现了methodSignatureForSelector:方法，如果实现了该方法，就认为当前类已经实现了自己的消息转发机制，我们不对其进行拦截。
4. 细心的我们肯定有注意到，不管是类方法还是实例方法，我们都是向crashPreventor中添加实例方法。这是因为，我们的响应对象时crashPreventor实例，而selector不区分实例方法还是类方法。我们这么处理最终对方法执行来说不会有什么差别。

常规转发拦截方案

实现比较简单，我们直接上代码：

@implementation NSObject (SelectorPreventor)

#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wobjc-protocol-method-implementation"
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"@"];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    NSLog(@"forwardInvocation------");
}

+ (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"@"];
}

+ (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    NSLog(@"forwardInvocation------");
}

#pragma clang diagnostic pop

@end

同样的，类方法和实例方法我们都需要重写。
在methodSignatureForSelector:中我们返回一个返回值为void的NSMethodSignature，在forwardInvocation:中我们不做任何事情。这样将性能消耗减到最小。

以上：我们可以选择其中一种方式来实现我们对unrecognized selector的拦截，跟unrecognized selector彻底说拜拜啦(手动微笑)。