iOS类、元类和isa、super指针的关系图和消息转发
iOS类、元类和isa、super指针的关系图：
图1
对象执行某方法后查找方法路径：例如：[objectA getName]
图2：对象执行某方法后查找方法路径
类执行某方法后查找方法路径：例如：[ClassA alloc]
图3：类执行某方法后查找方法路径
总结：
对象执行方法后会从isa指向的对象中查找方法列表（先找cache，方法执行过第一次后会存到cache，后找methodLists），没找到则沿着super指针往上寻找，直到根类，如果一直找不到则进入消息转发流程
对象的方法列表存在类对象或者类对象的父类中
类对象的方法列表(类方法)存在元类或者元类的父类中
附：
Object-C类结构体
struct objc_class {
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
Class _Nullable super_class OBJC2_UNAVAILABLE;
const char * _Nonnull name OBJC2_UNAVAILABLE;
long version OBJC2_UNAVAILABLE;
long info OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list * _Nullable ivars OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache * _Nonnull cache OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list * _Nullable protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */
没有找到方法则进入消息转发流程：
新建测试用的Person类
@interface Person : NSObject
@end
此类没有任何方法，在其他类中调用：
Person *person = [[Person alloc] init];
[person performSelector:@selector(test:) withObject:@"测试" afterDelay:0];
Person类实现中：
@implementation Person
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
if (sel == @selector(test:)) {
class_addMethod(self, @selector(test:), (IMP)dynamicAddTest, "v@:@");
return YES;
}
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
void dynamicAddTest(id self, SEL _cmd,id place){
NSLog(@"arg:%@",place);
}
@end
此时Person类的方法查询顺序如图2，查询不到则进入消息转发流程，首先进入
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
}
多说一点：如果是类方法调用则进入resolveClassMethod，前边图1也可以看出来：类是元类的对象
[Person performSelector:@selector(test:) withObject:@"测试" afterDelay:0];
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel {
}
在这个方法中，我们有机会动态添加一个方法实现（IMP）给目标类来处理这个消息，避免了unrecognized selector sent to instance的错误
。
class_addMethod第三个参数为"v@:@",这表示方法的类型编码，v代表一种void，@代表一个对象（无论是静态类型还是类型id），:代表方法选择器（SEL），详细说明的Apple官方文档传送门：https://developer.apple.com/library/archive/documentation/Cocoa/Conceptual/ObjCRuntimeGuide/Articles/ocrtTypeEncodings.html#//apple_ref/doc/uid/TP40008048-CH100%EF%BC%89
如果在resolveInstanceMethod中未处理，则进入
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
}
这个方法的返回值是id类型，我们可以返回一个可以处理此消息的对象，完整代码如下：
@implementation Car
- (void)test:(NSString *)string {
NSLog(@"%s",__FUNCTION__);
}
@end
@implementation Person
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
if (aSelector == @selector(test:)) {
return [[Car alloc] init];
}
return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
@end
Car类中实现了test:方法，在forwardingTargetForSelector中return了一个Car的对象，这则消息被转发给return的对象处理。
在forwardingTargetForSelector方法中没有做操作则顺序进入：
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
//sel:_forwardStackInvocation
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
}
其中methodSignatureForSelector返回方法的签名，两种生成方法，
根据类型编码的官方文档，写出对应方法的类型编码"v@:@@"，然后生成方法签名：
[NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:@@"]
另一种由某个对象的方法生成，一个方法和另一个方法的返回值和参数都相同，则生成的方法签名对象NSMethodSignature *是相同的：
Car *car = [[Car alloc] init];
[Car methodSignatureForSelector:@selector(test:)];
完整代码如下：
@implementation Person
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
if (aSelector == @selector(test:)){
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:@@"];
}
return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
if (anInvocation.selector == @selector(test:)){
NSString *string = @"测试";
NSString *string2 = @"测试2";
Car *car = [[Car alloc] init];
[anInvocation setTarget:car];
[anInvocation setSelector:@selector(testInvocation:string2:)];
[anInvocation setArgument:&string atIndex:2];
[anInvocation setArgument:&string2 atIndex:3];
[anInvocation invoke];
}
}
@end
@implementation Car
- (void)testInvocation:(NSString *)string string2:(NSString *)string2{
NSLog(@"%s",__FUNCTION__);
NSLog(@"arg0:%@",string);
NSLog(@"arg1:%@",string);
}
@end
注意：NSInvocation 的对象执行setTarget方法不可以这么写：
NSInvocation * anInvocation = [[NSInvocation alloc] init];
[anInvocation setTarget:[[Car alloc] init]]
setTarget不会对参数强引用，所以传入的参数刚生成就被释放掉了，导致执行invoke时会crash。
消息转发完整流程如下图（点击放大）：
图4
Demo地址：https://github.com/360fengdai/MessageForwardingDemo.git
参数资料：
iOS - NSInvocation的使用：https://www.jianshu.com/p/da96980648b6
使用 NSInvocation 向对象发送消息：https://www.jianshu.com/p/bd04451f2e0e
iOS消息转发机制：https://www.jianshu.com/p/151edae1d6ee
iOS 消息发送与转发详解：https://juejin.im/post/5aa79411f265da237a4cb045
Apple类型编码:https://developer.apple.com/library/archive/documentation/Cocoa/Conceptual/ObjCRuntimeGuide/Articles/ocrtTypeEncodings.html#//apple_ref/doc/uid/TP40008048-CH100%EF%BC%89
