Runtime消息转发及其应用
之前写过文章Runtime的常见用法里面有介绍过利用Objective-C的Runtime特性来给Category生成属性、实现方法交换和给Model赋值。今天整理一下Objective-C消息传递和消息转发机制以及来防止应用闪退的问题。
消息传递
打开#import<objc/runtime.h>文件，看到struct objc_class的定义
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;
结构体中有很多变量，分别是父类的指针、类的名字、类的版本、实例大小、变量列表、方法列表、方法缓存、协议列表。一个类对象就是一个结构体struct objc_class ，这个结构体存放的数据称为metadata(元数据)，结构体的第一个成员变量是一个isa指针，isa指针指向metaclass（元类）。
在看看Method
Method(objc_method)
struct objc_method {
SEL _Nonnull method_name OBJC2_UNAVAILABLE;
char * _Nullable method_types OBJC2_UNAVAILABLE;
IMP _Nonnull method_imp OBJC2_UNAVAILABLE;
}
这个就是平常使用的函数，能够独立完成一个功能的一段代码
-
SEL method_name方法名 -
char* method_types方法类型 -
IMP method_imp方法实现的指针 -
SEL和IMP都是Method的属性
一般OC中函数调用例如 [obj dosomthing]都会被编译器转义成objc_msgsend(obj,dosomething),obj就是对象实例，dosomething是SEL类型。Runtime的执行的流程是
- 1.通过
obj的isa指针找到他的class，然后在class中的objc_cache中查找方法 - 2.假如没有找到，就去
objc_method_list中查找对应的方法 - 3.如果在
class中种没有找到相关的方法，则会继续向上查找，在父类（super_class）重复步骤1、2。 - 4.假如一直没有找到这个方法，通常会
crash并抛出异常，在抛出异常前会执行消息转发。
消息转发
发生消息转发，还有三次机会，假如都失败了就会执行doesNotRecognizeSelector：报错unrecognized selector。
iOS 消息转发流程图.png
动态方法解析
[self performSelector:@selector(testMethod:) withObject:@"something"];
我在ViewController里面调用testMethod方法，但是没有在ViewController申明这个方法，运行起来肯定是崩溃的。
在运行时，如果找不到要执行的方法，会首先执行resolveClassMethod:或者resolveInstanceMethod：。
#pragma mark - 添加的IMP
void myMethod(id self, SEL cmd, id value)
{
NSLog(@"%@",value);
}
#pragma mark - 找不到对象方法时候调用
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
if (sel == @selector(testMethod:))
{
class_addMethod([self class],sel,(IMP)myMethod,"v@:@");
return YES;
}
else
{
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
}
#pragma mark - 找不到类方法时调用
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel
{
return [super resolveClassMethod:sel];
}
当ViewController对象找不到testMethod方法，首先调用resolveInstanceMethod进行拦截补救。判断ViewController找不到的方法是否为testMethod
如果是testMethod，调用class_addMethod为ViewController动态的添加testMethod方法。
class_addMethod的四个参数分别是
- 动态添加方法的类
- 动态添加的方法
- 方法实现
- 参数类型
这里假如说想在resolveClassMethod动态的添加类方法，class_addMethod的第一参数替换成[self superClass]即可。
备用接收者
假如没有在resolveInstanceMethod里面动态添加方法，还是会崩溃，这个时候需要另外一个对象来接收这个消息。新建一个BackupViewController类，然后让BackupViewController去执行testMethod方法。
@implementation BackupViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
}
- (void)testMethod:(NSString *)str
{
NSLog(@"%@",str);
}
@end
#pragma mark - 找不到对象方法时候调用
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
#pragma mark - 找不到类方法时调用
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel
{
return [super resolveClassMethod:sel];
}
#pragma mark - 寻找备用接收者
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
BackupViewController * backup = [[BackupViewController alloc] init];
if ([backup respondsToSelector:@selector(testMethod:)])
{
return backup;
}
return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
这个很好理解，既然自己不能动态添加方法，那就让其他的对象来接收这个消息，但是需要注意的是，这个备用者不能是self本身，否则会陷入循环中。
完整消息转发
假如不动态添加方法，也不转发给备用接收者，这个时候就需要完整消息转发NSInvocation来处理。
#pragma mark - ViewController找不到方法的实现签名，需要给aSelector新建方法签名，在交给Backup处理
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
NSMethodSignature * signature = [super methodSignatureForSelector:aSelector];
if (!signature)
{
signature = [BackupViewController instanceMethodSignatureForSelector:aSelector];
}
return signature;
}
#pragma mark - 方法签名后进入forwardInvocation方法
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
SEL sel = anInvocation.selector;
BackupViewController * backup = [[BackupViewController alloc] init];
if ([backup respondsToSelector:sel])
{
[anInvocation invokeWithTarget:backup];
}
else
{
[self doesNotRecognizeSelector:sel];
}
}
首先创建NSInvocation对象，把尚未处理的那条消息有关的全部细节封装于这个NSInvocation对象中。此对象中包含选择子（selector）、目标（target）及参数。在触发NSInvocation对象时，会调用forwardInvocation来转发消息，如果发现调用操作不由本类来处理，则需要沿着继承体系，调用父类的同名方法，一直到NSObject类，调用doesNotRecognizeSelector来抛出异常，消息转发结束。
应用
在这里消息转发三个步骤中，第一步resolveInstanceMethod可以解决问题，但是需要在当前对象添加不存在的方法。第三步，会导致消息流转的周期变长，还会产生NSInvocation，增加额外的开销。所以在应用中，在第二步处理消息防止应用闪退。
可以动态的创建一个类，动态的给该类添加对应的Selector,通过一个通用的返回0的函数来实现改SEL的IMP。然后将消息转发到这个类上。
#import "ForwardingTarget.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation ForwardingTarget
id ForwardingTarget_dynamicMethod(id self, SEL _cmd)
{
return [NSNull null];
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
class_addMethod([self class], sel, (IMP)ForwardingTarget_dynamicMethod, "@@:");
return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
id result = [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
return result;
}
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
id result = [super methodSignatureForSelector:aSelector];
return result;
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation
{
[super forwardInvocation:anInvocation];
}
- (void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector
{
[super doesNotRecognizeSelector:aSelector];
}
@end
#import "NSObject+DoesNotRecognizeSelectorExtension.h"
#import "ForwardingTarget.h"
#import <objc/runtime.h>
static ForwardingTarget * _target = nil;
@implementation NSObject (DoesNotRecognizeSelectorExtension)
+ (void)load
{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
_target = [ForwardingTarget new];;
not_recognize_selector_classMethodSwizzle([self class], @selector(forwardingTargetForSelector:), @selector(doesnot_recognize_selector_swizzleForwardingTargetForSelector:));
});
}
- (id)doesnot_recognize_selector_swizzleForwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
id result = [self doesnot_recognize_selector_swizzleForwardingTargetForSelector:aSelector];
if (result)
{
return result;
}
return _target;
}
#pragma mark - private method
BOOL not_recognize_selector_classMethodSwizzle(Class aClass, SEL originalSelector, SEL swizzleSelector)
{
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(aClass, originalSelector);
Method swizzleMethod = class_getInstanceMethod(aClass, swizzleSelector);
BOOL didAddMethod =
class_addMethod(aClass,
originalSelector,
method_getImplementation(swizzleMethod),
method_getTypeEncoding(swizzleMethod));
if (didAddMethod)
{
class_replaceMethod(aClass,
swizzleSelector,
method_getImplementation(originalMethod),
method_getTypeEncoding(originalMethod));
}
else
{
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzleMethod);
}
return YES;
}
@end
参考
iOS unrecognized selector crash 自修复技术实现与原理解析
大白健康系统--iOS APP运行时Crash自动修复系统
