iOS消息转发机制-编写高质量iOS和OS X代码的52个有效方
若想令类能够理解某条消息，我们必须实现出对应的方法才行。但是，在编译器向类发送其无法解读的消息时并不会报错，因为在运行期可以继续向类中添加方法，所以编译器在编译时还无法确定类中到底会不会有某个方法的实现。当对象接收到无法解读的消息时，就会启动“消息转发”机制，我们可以经由此过程告诉对象应该如何处理未知消息。
可能遇到的经由消息转发机制所处理的消息，控制台出现下面这种提示信息，那就说明你曾向某个对象发送过一条其无法解读的消息，就会启动消息转发机制，并将此消息转发给了NSObject的默认实现
-[__NSCFNumber lowercaseString] :unrecognized selector send to instance 0x87
消息转发分为两个阶段。第一阶段先征询接收者所属的类，看其是否能动态添加方法，已处理当前这个“未知的选择子”，这叫做“动态方法解析”。第二阶段涉及“完整的消息转发机制”。如果运行期系统已经把第一阶段执行完了，那么接收者自己就无法再以动态新增方法的手段来响应包含该选择子的消息了。此时运行期系统就会请求接收者以其他手段来处理与消息相关的方法调用。细分为两步：首先，让接收者看看有没有其他对象能处理这条消息。如果有，则运行期系统会把消息转给那个接收者，于是消息转发结束。如果没有这个“备援接收者”，则启动完整的消息转发机制，运行期系统会把与消息有关的全部细节封装到NSInvocation对象中，再给接收者最后一次机会，令其设法解决当前还未处理的这条消息。
动态方法解析
对象在收到无法解读的消息后，首先将调用其所属类的下列类方法：
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel ;
sel 就是那个未知的选择子，该方法返回值为BOOL类型，表示这个类是否能增一个实例方法来处理此选择子。在继续往下执行转发机制之前，本类有机会新增一个处理此选择子的方法。
假如尚未实现的方法是类方法，则调用
+(BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel ;
此方案常用来实现@dynamic属性，文章后面会写出完整例子
备援接收者
当前接收者还有第二次机会处理未知的选择子，在这一步中，运行期系统会询问是否能将该消息转发给其他的接收者处理。
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
方法参数代表未知的选择子，若当前接收者能找到备援对象，则将其返回，找不到就返回nil。通过此方案，我们可以用“组合”来模拟出“多重继承”的某些特性。在一个对象内部，可能还有一系列其他对象，该对象可以经由此方法将能够处理某选择子的相关内部对象返回，这样的话， 在外界看来好像是该对象亲自处理了这些消息。
请注意，我们无法操作经由这一步所转发的消息，若是想在发送给备援接收者之前先修改消息内容，那就得通过完整的消息转发机制来做了。
完整的消息转发
如果转发已经到了这一步，那么唯一能做的就是启动完整的消息转发机制了。首先创建NSIvocation对象，把尚未处理的那条消息有关的细节全部封到其中。此对象包含选择子、目标、参数。在出发NSIvocation对象时，”消息派发系统“将亲自出马，把消息指派给目标对象。
此步骤会调用下列方法来转发消息:
-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
这个方法的实现可以写的很简单，只需要改变调用目标，使消息在新目标上得以调用即可。然而这样实现出来的方法与”备援接收者“反感所实现的方法等效，所以很少有人采用这么简单的实现方式。比较有用的实现方式为：在触发消息前，先以某种方式改变消息内容，比如追加另外一个参数，或者是改换选择子等等。实现此方法时若发现不应该由本类处理，则需要调用超类的同名方法。这样的话，集成体系中的每个类都有机会处理此调用请求，直至NSObject。如果最后调用了NSObject类的方法，那么该方法还会继而调用”doesNotRecognizeSelector:“以抛出异常，此异常表明选择子最终未能得到处理。
消息转发全流程
消息机制转发全流程-下载于简书作者Maximuum相似文章中.png
接收者在每一步中均有机会处理消息。步骤越往后，处理消息的代价就会越大。最好能在第一步就完成，这样的话，运行期系统就可以将此方法缓存起来。如果这个类的实例后面还收到同名的选择子，那么根本就无须启动消息转发流程。若想在第三部把消息转发给备援接收者，还不如把转发操作提前到第二部。以为第三部只是修改了调用目标，这项改动放在第二部执行的话会更加简单，不然还得创建并处理完整的NSIvocation。
完整例子演示动态方法解析
为了说明消息转发机制的意义，下面示范如何以动态方法解析来实现@dynamic属性。假设要编写一个类似于”字典的对象“，它里面可以容纳其他对象，只不过开发者要直接通过属性来存取其中的数据。这个类的设计思路是：由开发者来添加数据定义，并将其声明为@dynamic，而类则会自动处理相关属性值得存放与获取操作。
新建一个继承于NSObject的类EOCAutoDictionary
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface EOCAutoDictionary : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *string;
@property (nonatomic, strong) NSNumber *number;
@property (nonatomic, strong) NSDate *date;
@property (nonatomic, strong) id opaqueObject;
@end
在类EOCAutoDictionary的内部，每个属性的值还会存放在字典里，所以在类中编写如下代码，并将属性声明为@dynamic，这样的话编译器就不会为其自动生成实例变量和存取方法了
#import "EOCAutoDictionary.h"
#import <objc/runtime.h>
@interface EOCAutoDictionary ()
@property (nonatomic, strong) NSMutableDictionary *backingStore;
@end
@implementation EOCAutoDictionary
@dynamic string,number,date,opaqueObject; // 通过dynamic修饰之后编译器不会为其自动生成实例变量及存取方法
- (id)init {
if (self = [super init]) {
_backingStore = [NSMutableDictionary new];
}
return self;
}
当对象收到无法解读的消息后，调用下面所属类方法
// 处理实例方法
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
NSString *selectorString = NSStringFromSelector(sel);
if ([selectorString hasPrefix:@"set"]) {
/** class_addMethod函数解读如下：
class_addMethod(Class cls, SEL name,IMP imp,const char *types)
1、 Class cls:这里需要一个类 [XXX class] 在这里用self,相当于[EOCAutoDictionary class]
2、 SEL name: 这里的方法命名随意，就是添加的方法在本类里叫做的名字，但是方法的格式要和你添加的方法的格式一样，比如有无参数， 这里直接拿sel即可，相当于几个属性的setter和getter方法名
3、 IMP imp:函数指针，指向添加的方法，
需要实现下面这个方法，也就是runtime的方法，获取对应的函数的指针，也就是IMP
// OBJC_EXPORT IMP 函数返回值是 IMP指针
// class_getMethodImplementation 函数名
括号里各个参数意义：
（1）Class cls 一个class
（2）SEL name 方法名
OBJC_EXPORT IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL name)
OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0);
4、 const char *types: 'v@:' ==> void methodName(Class cls, SEL name){}
'i@:' ==> int methodName(Class cls, SEL name){}
'i@:@' ==> int methodName(Class cls, SEL name,parameter){}
'@@:' ==> id methodName(Class cls, SEL name){}
以:为界，左边代表函数返回值类型，右边表示参数个数和类型
*/
// 向类中动态的添加方法
class_addMethod(self, sel, (IMP)autoDictionarySetter, "v@:@");
}else {
class_addMethod(self, sel, (IMP)autoDictionaryGetter, "@@:");
}
return YES;
}
通过函数class_addMethod动态添加的函数如下：
getter函数如下：
id autoDictionaryGetter (id self,SEL _cmd) {
// Get the backing store from the Object
EOCAutoDictionary *typedSelf = (EOCAutoDictionary *)self;
NSMutableDictionary *backingStore = typedSelf.backingStore;
// The key is simply the selector name
NSString *key = NSStringFromSelector(_cmd);
// return the value
return [backingStore objectForKey:key];
}
setter函数如下：
void autoDictionarySetter(id self,SEL _cmd, id value) {
// get the backing store from the object
EOCAutoDictionary *typedSelf = (EOCAutoDictionary*)self;
NSMutableDictionary *backingStore = typedSelf.backingStore;
/**
The seletor will be for example "setOpaqueObject:".
We need to remove the "set",":",and lowercase the first letter of the remiander
方法类似 "setOpaqueObject:" 我们需要删除前面的 'set' 和后面的 ':' 并且让第一个字母小写
*/
NSString *selectorString = NSStringFromSelector(_cmd);
NSMutableString *key = [selectorString mutableCopy];
// remove the ":" at the end
[key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(key.length-1, 1)];
// remove the 'set' prefix
[key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(0, 3)];
// lowercase the first character
NSString *lowercaseFirstChar = [[key substringToIndex:1] lowercaseString];
[key replaceCharactersInRange:NSMakeRange(0, 1) withString:lowercaseFirstChar];
if (value) {
[backingStore setObject:value forKey:key];
} else {
[backingStore removeObjectForKey:key];
}
}
EOCAutoDictionary的用法如下
#import "ViewController.h"
#import "EOCAutoDictionary.h"
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
EOCAutoDictionary *dict = [[EOCAutoDictionary alloc] init];
dict.date = [NSDate dateWithTimeIntervalSince1970:475372800];
dict.string = @"编写iOS OS X代码的52个高效有效方法";
NSLog(@"dict.date = %@",dict.date);
NSLog(@"dict.string = %@",dict.string);
}
- (void)didReceiveMemoryWarning {
[super didReceiveMemoryWarning];
// Dispose of any resources that can be recreated.
}
@end
要点：
1、若对象无法响应某个选择子，则进入消息转发流程
2、通过运行期的动态方法解析功能，我们可以在需要用到某个方法时再将其加入类中
3、对象可以把其无法解读的某些选择子转交给其他对象来处理
4、经过上述几步之后，如果还是无法处理选择子，那就启动完整的消息转发机制
