iOS开发OC消息转发机制的应用 消息转发机制原理 ios

文章目录

• 消息传递机制

• 选择子SEL
• objc_msgSend
• 源码解析

• 快速查找imp过程
• 快速查找总结
• 方法缓冲
• 慢速查找
• 总结慢速查找

• 消息转发

• 动态决议

• 动态解析添加方法

• 消息转发

• 快速转发
• 快速转发测试
• 慢速转发

• 总结

• 动态决议
• 消息转发
• 消息的三次拯救
• 流程图

• Q&A

• runtime是如何通过selector找到对应的IMP地址的？
• 上面两次打印的原因？

消息传递机制

在OC语言中，在对象上调用方法就叫做消息传递。在 Objective-C 中，消息直到运行时才绑定到方法实现上。编译器会将消息表达式转化为一个消息函数的调用。

例如：OC中的消息表达式如下（方法调用）

id returnValue = [someObject messageName:parameter];

someObject称为接受者（receiver），messageName称为“选择子”，选择子和参数一起称为“消息”，编译器看到这条消息会转换成一条标准的 C 语言函数调用。

id returnValue = objc_msgSend(someObject, @selector(messageName:), parameter);

选择子SEL

OC在编译时会根据方法的名字（包括参数序列），生成一个用来区分这个办法的唯一的一个ID，这个ID就是SEL类型的。 我们需要注意的是，只要方法的名字（包括参数序列）相同，那么他们的ID就是相同的。所以不管是父类还是子类，名字相同那么ID就是一样的。

SEL sell1 = @selector(eat:);
    NSLog(@"sell1:%p", sell1);
    SEL sell2 = @selector(eat);
    NSLog(@"sell2:%p", sell2);
    //sell1:0x100000f63
	//sell2:0x100000f68

其中需要注意的是：@selector等于是把方法名翻译成SEL方法名。其仅仅关心方法名和参数个数，并不关心返回值与参数类型

生成SEL的过程是固定的，因为它只是一个表明方法的ID，不管是在哪个类写这个eat方法，SEL值都是固定一个

在Runtime中维护了一个SEL的表，这个表存储SEL不按照类来存储，只要相同的SEL就会被看做一个，并存储到表中。在项目加载时，会将所有方法都加载到这个表中，而动态生成的方法也会被加载到表中。

不同的类可以拥有相同的方法，不同类的实例对象执行相同的selector时会在各自的方法列表中去根据SEL去寻找自己类对应的IMP。

IMP本质就是一个函数指针，这个被指向的函数包含一个接收消息的对象id，调用方法的SEL，以及一些方法参数，并返回一个id。因此我们可以通过SEL获得它所对应的IMP，在取得了函数指针之后，也就意味着我们取得了需要执行方法的代码入口，这样我们就可以像普通的C语言函数调用一样使用这个函数指针。

objc_msgSend

我们可以看到转换中，使用到了objc_msgSend 函数，这个函数将消息接收者和方法名作为主要参数，如下所示：

objc_msgSend(receiver, selector)                    // 不带参数
objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2,...)    // 带参数

objc_msgSend 通过以下几个步骤实现了动态绑定机制：

• 首先，获取 selector 指向的方法实现。由于相同的方法可能在不同的类中有着不同的实现，因此根据 receiver 所属的类进行判断。
• 其次，传递 receiver 对象、方法指定的参数来调用方法实现。
• 最后，返回方法实现的返回值。

消息传递的关键在于objc_class结构体，其有三个关键的字段：

• isa：指向类的指针。
• superclass：指向父类的指针。
• methodLists：类的方法分发表（dispatch table）。

当创建一个新对象时，先为其分配内存，并初始化其成员变量。其中 isa 指针也会被初始化，让对象可以访问类及类的继承链。

下图所示为消息传递过程的示意图：

• 当消息传递给一个对象时，首先从运行时系统缓存objc_cache中进行查找。如果找到，则执行。否则，继续执行下面步骤。
• objc_msgSend通过对象的isa指针获取到类的结构体，然后在方法分发表methodLists中查找方法的selector。如果未找到，将沿着类的superclass找到其父类，并在父类的分发表methodLists中继续查找。
• 以此类推，一直沿着类的继承链追溯至NSObject类。一旦找到selector，传入相应的参数来执行方法的具体实现，并将该方法加入缓存objc_cache。如果最后仍然没有找到selector，则会进入消息转发流程。

源码解析

快速查找imp过程

用伪代码的原因就是objc_msgSend 是用汇编语言写的，针对不同架构有不同的实现。苹果为什么objc_msgSend这部分代码要使用汇编来编写呢？答案很简单–效率。汇编的效率是比c/c++更快的，因为汇编大多是直接对寄存器的读写，相比较对内存的操作更底层，效率也更高。另外苹果在所有的汇编方法命值钱都会用下划线开头，目的是为了防止符号冲突。

以下是在arm64下的汇编：

ENTRY _objc_msgSend
	UNWIND _objc_msgSend, NoFrame

	cmp	p0, #0			// nil check and tagged pointer check
#if SUPPORT_TAGGED_POINTERS
	b.le	LNilOrTagged		//  (MSB tagged pointer looks negative)
#else
	b.eq	LReturnZero
#endif
	ldr	p13, [x0]		// p13 = isa
	GetClassFromIsa_p16 p13, 1, x0	// p16 = class
LGetIsaDone:
	// calls imp or objc_msgSend_uncached
	CacheLookup NORMAL, _objc_msgSend, __objc_msgSend_uncached

#if SUPPORT_TAGGED_POINTERS
LNilOrTagged:
	b.eq	LReturnZero		// nil check
	GetTaggedClass
	b	LGetIsaDone
// SUPPORT_TAGGED_POINTERS
#endif

LReturnZero:
	// x0 is already zero
	mov	x1, #0
	movi	d0, #0
	movi	d1, #0
	movi	d2, #0
	movi	d3, #0
	ret

	END_ENTRY _objc_msgSend

• 从cmp p0,#0开始看，对比p0和0，b.le是如果小于等于就跳转，b指令是跳转的意思，然后如果小于等于就跳转到LNilOrTagged，执行LReturnZero直接结束，重新在进入这个objc_msgSend流程。
• 如果消息接受者不为nil,汇编继续跑，到CacheLookup NORMAL，来看一下具体的实现：

.macro CacheLookup Mode, Function, MissLabelDynamic, MissLabelConstant

1:	ldp	p17, p9, [x13], #-BUCKET_SIZE	//     {imp, sel} = *bucket--
	cmp	p9, p1				//     if (sel != _cmd) {
	b.ne	3f				//         scan more
						//     } else {
2:	CacheHit \Mode				// hit:    call or return imp
						//     }
3:	cbz	p9, \MissLabelDynamic		//     if (sel == 0) goto Miss;
	cmp	p13, p10			// } while (bucket >= buckets)
	b.hs	1b




#if CACHE_MASK_STORAGE == CACHE_MASK_STORAGE_HIGH_16_BIG_ADDRS
	add	p13, p10, w11, UXTW #(1+PTRSHIFT)
						// p13 = buckets + (mask << 1+PTRSHIFT)
#elif CACHE_MASK_STORAGE == CACHE_MASK_STORAGE_HIGH_16
	add	p13, p10, p11, LSR #(48 - (1+PTRSHIFT))
						// p13 = buckets + (mask << 1+PTRSHIFT)
						// see comment about maskZeroBits
#elif CACHE_MASK_STORAGE == CACHE_MASK_STORAGE_LOW_4
	add	p13, p10, p11, LSL #(1+PTRSHIFT)
						// p13 = buckets + (mask << 1+PTRSHIFT)
#else
#error Unsupported cache mask storage for ARM64.
#endif
	add	p12, p10, p12, LSL #(1+PTRSHIFT)
						// p12 = first probed bucket

						// do {
4:	ldp	p17, p9, [x13], #-BUCKET_SIZE	//     {imp, sel} = *bucket--
	cmp	p9, p1				//     if (sel == _cmd)
	b.eq	2b				//         goto hit
	cmp	p9, #0				// } while (sel != 0 &&
	ccmp	p13, p12, #0, ne		//     bucket > first_probed)
	b.hi	4b

LLookupEnd\Function:
LLookupRecover\Function:
	b	\MissLabelDynamic

#if CONFIG_USE_PREOPT_CACHES
#if CACHE_MASK_STORAGE != CACHE_MASK_STORAGE_HIGH_16
#error config unsupported
#endif
LLookupPreopt\Function:
#if __has_feature(ptrauth_calls)
	and	p10, p11, #0x007ffffffffffffe	// p10 = buckets
	autdb	x10, x16			// auth as early as possible
#endif

	// x12 = (_cmd - first_shared_cache_sel)
	adrp	x9, _MagicSelRef@PAGE
	ldr	p9, [x9, _MagicSelRef@PAGEOFF]
	sub	p12, p1, p9

	// w9  = ((_cmd - first_shared_cache_sel) >> hash_shift & hash_mask)
#if __has_feature(ptrauth_calls)
	// bits 63..60 of x11 are the number of bits in hash_mask
	// bits 59..55 of x11 is hash_shift

	lsr	x17, x11, #55			// w17 = (hash_shift, ...)
	lsr	w9, w12, w17			// >>= shift

	lsr	x17, x11, #60			// w17 = mask_bits
	mov	x11, #0x7fff
	lsr	x11, x11, x17			// p11 = mask (0x7fff >> mask_bits)
	and	x9, x9, x11			// &= mask
#else
	// bits 63..53 of x11 is hash_mask
	// bits 52..48 of x11 is hash_shift
	lsr	x17, x11, #48			// w17 = (hash_shift, hash_mask)
	lsr	w9, w12, w17			// >>= shift
	and	x9, x9, x11, LSR #53		// &=  mask
#endif

	ldr	x17, [x10, x9, LSL #3]		// x17 == sel_offs | (imp_offs << 32)
	cmp	x12, w17, uxtw

.if \Mode == GETIMP
	b.ne	\MissLabelConstant		// cache miss
	sub	x0, x16, x17, LSR #32		// imp = isa - imp_offs
	SignAsImp x0
	ret
.else
	b.ne	5f				// cache miss
	sub	x17, x16, x17, LSR #32		// imp = isa - imp_offs
.if \Mode == NORMAL
	br	x17
.elseif \Mode == LOOKUP
	orr x16, x16, #3 // for instrumentation, note that we hit a constant cache
	SignAsImp x17
	ret
.else
.abort  unhandled mode \Mode
.endif

5:	ldursw	x9, [x10, #-8]			// offset -8 is the fallback offset
	add	x16, x16, x9			// compute the fallback isa
	b	LLookupStart\Function		// lookup again with a new isa
.endif
#endif // CONFIG_USE_PREOPT_CACHES

.endmacro

CacheHit 就是命中的话，则call or return imp（返回这个方法的地址）。没找到的话就执行__objc_msgSend_uncached。

查看一下它的实现：

就是去MethodTableLookup查找方法，

其中bl表示调用了方法_lookUpImpOrForward，_lookUpImpOrForward在汇编里找不到，因为汇编的函数比C++的多一个下划线，需要去掉下划线，去找到lookUpImpOrForward方法实现。

快速查找总结

1.检查消息接收者receiver是否存在，为nil则不做任何处理
2.如果不为nil，通过receiver的isa指针找到对应的class类对象
3.找到class类对象进行内存平移，找到cache
4.从cache中获取buckets
5.从buckets中对比参数sel，看在缓存里有没有同名方法
6.如果buckets中有对应的sel --> cacheHit --> 调用imp
7.如果buckets中没有对应的sel --> _objc_msgSend_uncached -> _lookUpImpOrForward (c/c++慢速查找)

至此快速查找imp汇编部分就结束了，接下来到了慢速查找过程：c/c++环节

方法缓冲

在学习慢速查找方法缓冲之前，先要理解方法缓冲的概念：

苹果认为如果一个方法被调用了，那个这个方法有更大的几率被再此调用，既然如此直接维护一个缓存列表，把调用过的方法加载到缓存列表中，再次调用该方法时，先去缓存列表中去查找，如果找不到再去方法列表查询。这样避免了每次调用方法都要去方法列表去查询，大大的提高了速率。

慢速查找

NEVER_INLINE
IMP lookUpImpOrForward(id inst, SEL sel, Class cls, int behavior)
{
    const IMP forward_imp = (IMP)_objc_msgForward_impcache;
    IMP imp = nil;
    Class curClass;

    runtimeLock.assertUnlocked();

    if (slowpath(!cls->isInitialized())) {
        ...省略部分

    for (unsigned attempts = unreasonableClassCount();;) {
        if (curClass->cache.isConstantOptimizedCache(/* strict */true)) {
#if CONFIG_USE_PREOPT_CACHES
            imp = cache_getImp(curClass, sel);
            if (imp) goto done_unlock;
            curClass = curClass->cache.preoptFallbackClass();
#endif
        } else {
            // curClass method list.
            Method meth = getMethodNoSuper_nolock(curClass, sel);
            if (meth) {
                imp = meth->imp(false);
                goto done;
            }

            if (slowpath((curClass = curClass->getSuperclass()) == nil)) {
                // No implementation found, and method resolver didn't help.
                // Use forwarding.
                imp = forward_imp;
                break;
            }
        }

        // Halt if there is a cycle in the superclass chain.
        if (slowpath(--attempts == 0)) {
            _objc_fatal("Memory corruption in class list.");
        }

        // Superclass cache.
        imp = cache_getImp(curClass, sel);
        if (slowpath(imp == forward_imp)) {
            // Found a forward:: entry in a superclass.
            // Stop searching, but don't cache yet; call method
            // resolver for this class first.
            break;
        }
        if (fastpath(imp)) {
            // Found the method in a superclass. Cache it in this class.
            goto done;
        }
    }

    // 未找到实现。请尝试一次方法解析器。

    if (slowpath(behavior & LOOKUP_RESOLVER)) {
        behavior ^= LOOKUP_RESOLVER;
        return resolveMethod_locked(inst, sel, cls, behavior);
    }

 done:
    if (fastpath((behavior & LOOKUP_NOCACHE) == 0)) {
#if CONFIG_USE_PREOPT_CACHES
        while (cls->cache.isConstantOptimizedCache(/* strict */true)) {
            cls = cls->cache.preoptFallbackClass();
        }
#endif
        log_and_fill_cache(cls, imp, sel, inst, curClass);
    }
 done_unlock:
    runtimeLock.unlock();
    if (slowpath((behavior & LOOKUP_NIL) && imp == forward_imp)) {
        return nil;
    }
    return imp;
}

1. 检查类是否被初始化、是否是个已知的关系、确定继承关系等准备工作。

for (unsigned attempts = unreasonableClassCount();;) {
        if (curClass->cache.isConstantOptimizedCache(/* strict */true)) {
            // 如果是常量优化缓存
            // 再一次从cache查找imp
            // 目的：防止多线程操作时，刚好调用函数，此时缓存进来了
#if CONFIG_USE_PREOPT_CACHES // iOS操作系统且真机的情况下
            imp = cache_getImp(curClass, sel);
            if (imp) goto done_unlock;
            curClass = curClass->cache.preoptFallbackClass();
#endif
        } else {
            // curClass方法列表。
            method_t *meth = getMethodNoSuper_nolock(curClass, sel);
            if (meth) {
                imp = meth->imp(false);
                goto done;
            }
            // 每次判断都会把curClass的父类赋值给curClass
            if (slowpath((curClass = curClass->getSuperclass()) == nil)) {
                // 没有找到实现，方法解析器没有帮助。
                // 使用转发。
                imp = forward_imp;
                break;
            }
        }

        // 如果超类链中存在循环，则停止。
        if (slowpath(--attempts == 0)) {
            _objc_fatal("Memory corruption in class list.");
        }

        // 超类缓存。
        imp = cache_getImp(curClass, sel);
        if (slowpath(imp == forward_imp)) {
            // 在超类中找到forward::条目。
            // 停止搜索，但不要缓存;调用方法
            // 首先为这个类解析器。
            break;
        }
        if (fastpath(imp)) {
            // 在超类中找到方法。在这个类中缓存它。
            goto done;
        }
    }

进入了一个循环逻辑：

• 从本类的method list查找imp(查找的方式是getMethodNoSuper_nolock，一会分析)；
• 从本类的父类的cache查找imp（cache_getImp汇编写的）
• 从本类的父类的method list查找imp，…继承链遍历…（父类->…->根父类）
• 若上面环节有任何一个环节查找到了imp，跳出循环，缓存方法到本类的cache（log_and_fill_cache）；
• 直到查找到nil，指定imp为消息转发，跳出循环。

跳出循环后的逻辑：

done:
    if (fastpath((behavior & LOOKUP_NOCACHE) == 0)) {
#if CONFIG_USE_PREOPT_CACHES // iOS操作系统且真机的情况下
        while (cls->cache.isConstantOptimizedCache(/* strict */true)) {
            cls = cls->cache.preoptFallbackClass();
        }
#endif
        log_and_fill_cache(cls, imp, sel, inst, curClass);
    }
 done_unlock:
    runtimeLock.unlock();
    if (slowpath((behavior & LOOKUP_NIL) && imp == forward_imp)) {
        return nil;
    }
    return imp;

如果找到了imp，就会把imp缓存到本类cache里（log_and_fill_cache）：（注意这里不管是本类还是本类的父类找到了imp，都会缓存到本类中去）。

static void
log_and_fill_cache(Class cls, IMP imp, SEL sel, id receiver, Class implementer)
{
#if SUPPORT_MESSAGE_LOGGING
    if (slowpath(objcMsgLogEnabled && implementer)) {
        bool cacheIt = logMessageSend(implementer->isMetaClass(), 
                                      cls->nameForLogging(),
                                      implementer->nameForLogging(), 
                                      sel);
        if (!cacheIt) return;
    }
#endif
    cls->cache.insert(sel, imp, receiver); // 插入缓存
}

2. getMethodNoSuper_nolock查找方式

tatic method_t *
getMethodNoSuper_nolock(Class cls, SEL sel)
{
    runtimeLock.assertLocked();

    ASSERT(cls->isRealized());
    // fixme nil cls? 
    // fixme nil sel?

    auto const methods = cls->data()->methods();
    for (auto mlists = methods.beginLists(),
              end = methods.endLists();
         mlists != end;
         ++mlists)
    {
        // <rdar://problem/46904873> getMethodNoSuper_nolock is the hottest
        // caller of search_method_list, inlining it turns
        // getMethodNoSuper_nolock into a frame-less function and eliminates
        // any store from this codepath.
        method_t *m = search_method_list_inline(*mlists, sel);
        if (m) return m;
    }

    return nil;
}

在search_method_list_inline里找到了method_t就会返回出去了（search_method_list_inline）：

ALWAYS_INLINE static method_t *
search_method_list_inline(const method_list_t *mlist, SEL sel)
{
    int methodListIsFixedUp = mlist->isFixedUp();
    int methodListHasExpectedSize = mlist->isExpectedSize();
    
    if (fastpath(methodListIsFixedUp && methodListHasExpectedSize)) {
        return findMethodInSortedMethodList(sel, mlist);
    } else {
        // Linear search of unsorted method list
        if (auto *m = findMethodInUnsortedMethodList(sel, mlist))
            return m;
    }

#if DEBUG
    // sanity-check negative results
    if (mlist->isFixedUp()) {
        for (auto& meth : *mlist) {
            if (meth.name() == sel) {
                _objc_fatal("linear search worked when binary search did not");
            }
        }
    }
#endif

    return nil;
}

这里就是使用findMethodInSortedMethodList和findMethodInUnsortedMethodList通过sel找到method_t的。这两个函数的区别就是：
前者是排好序的，后者是未排好序的；前者方法中的查询方式是二分查找，后者则是普通查找。

总结慢速查找

1. 从本类的 method list (二分查找/遍历查找)查找imp
2. 从本类的父类的cache查找imp(汇编)
3. 从本类的父类的method list (二分查找/遍历查找)查找imp
   …继承链遍历…（父类->…->根父类）里找cache和method list的imp
4. 若上面环节有任何一个环节查找到了imp，跳出循环，缓存方法到本类的cache，并返回imp
5. 直到查找到nil，指定imp为消息转发，跳出循环，执行动态方法解析resolveMethod_locked

消息转发

上面介绍到的是找到了消息，然后发送消息，那如果没有找到消息，该怎么处理呢？就需要消息转发。

动态决议

通过之前的源码发现，如果没找到方法则尝试调用resolveMethod_locked动态解析，只会执行一次：

static NEVER_INLINE IMP
resolveMethod_locked(id inst, SEL sel, Class cls, int behavior)
{
    runtimeLock.assertLocked();
    ASSERT(cls->isRealized());

    runtimeLock.unlock();
	//判断是不是元类
    if (! cls->isMetaClass()) {
        // try [cls resolveInstanceMethod:sel]
        resolveInstanceMethod(inst, sel, cls);
    } 
    else {
        // try [nonMetaClass resolveClassMethod:sel]
        // and [cls resolveInstanceMethod:sel]
        resolveClassMethod(inst, sel, cls);
        if (!lookUpImpOrNilTryCache(inst, sel, cls)) {
            resolveInstanceMethod(inst, sel, cls);
        }
    }

    // chances are that calling the resolver have populated the cache
    // so attempt using it
    return lookUpImpOrForwardTryCache(inst, sel, cls, behavior);
}

上述代码大致流程：

• 先判断判断进行解析的是否是元类
• 如果不是元类，则调用resolveInstanceMethod进行对象方法动态解析
• 如果是元类，则调用resolveClassMethod进行类方法动态解析，完成类方法动态解析后，再次查询cls中的imp，如果没有找到，则进行一次对象方法动态解析。

而这两个方法resolveInstanceMethod和resolveClassMethod则称为方法的动态决议。

执行完上述代码后返回lookUpImpOrForwardTryCache：

IMP lookUpImpOrForwardTryCache(id inst, SEL sel, Class cls, int behavior)
{
    return _lookUpImpTryCache(inst, sel, cls, behavior);
}

这个方法调用的是_lookUpImpTryCache方法：

ALWAYS_INLINE
static IMP _lookUpImpTryCache(id inst, SEL sel, Class cls, int behavior)
{
    runtimeLock.assertUnlocked();

    if (slowpath(!cls->isInitialized())) {
        // see comment in lookUpImpOrForward
        return lookUpImpOrForward(inst, sel, cls, behavior);
    }

    IMP imp = cache_getImp(cls, sel);
    if (imp != NULL) goto done;
#if CONFIG_USE_PREOPT_CACHES
    if (fastpath(cls->cache.isConstantOptimizedCache(/* strict */true))) {
        imp = cache_getImp(cls->cache.preoptFallbackClass(), sel);
    }
#endif
    if (slowpath(imp == NULL)) {
        return lookUpImpOrForward(inst, sel, cls, behavior);
    }

done:
    if ((behavior & LOOKUP_NIL) && imp == (IMP)_objc_msgForward_impcache) {
        return nil;
    }
    return imp;
}

进入_lookUpImpTryCache源码，可以看到这里有cache_getImp；也就是说在进行一次动态决议之后，还会通过cache_getImp从cache里找一遍方法的sel。

如果还是没找到(imp == NULL)？也就是无法通过动态添加方法的话，还会执行一次lookUpImpOrForward，这时候进lookUpImpOrForward方法，这里behavior传的值会发生变化。

第二次进入lookUpImpOrForward方法后，执行到if (slowpath(behavior & LOOKUP_RESOLVER))这个判断时：

// 这里就是消息转发机制第一层的入口
    if (slowpath(behavior & LOOKUP_RESOLVER)) {
        behavior ^= LOOKUP_RESOLVER;
        return resolveMethod_locked(inst, sel, cls, behavior);
    }

根据变化后的behavior值和LOOKUP_RESOLVER值之间的关系导致该if语句内部只能进入第一次，因此这个判断相当于单例。解释了为什么开头说的该动态解析resolveMethod_locked为什么只执行一次。

动态解析添加方法

在动态决议阶段可以为类添加方法，以保证程序正常运行

class_addMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name, IMP _Nonnull imp, const char * _Nullable types) 

@cls : 给哪个类对象添加方法
@name ： SEL类型，给哪个方法名添加方法实现
@imp : IMP类型的，要把哪个方法实现添加给给定的方法名
@types ： 就是表示返回值和参数类型的字符串

程序代码：

Person.m
#import "Person.h"
#import <objc/runtime.h>
@interface Person : NSObject
- (void)print;
@end
@implementation Person
@end

可以看到print方法并未实现，所以在主函数中调用程序一定会崩溃，
然后我们将代码修改为下面这样：
在.m文件中增加这个方法：

+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    NSLog(@"%s, sel = %@", __func__, NSStringFromSelector(sel));
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

运行程序：

程序依然会崩溃。那么控制台为什么会打印两次信息呢也就是为什么会调用两次resolveInstanceMethod方法呢？这个最后来说。我们看看程序崩溃的原因：

是因为找不到imp而崩溃，那么我们可以在这个方法里通过runtime的class_addMethod，给sel动态的生成imp。其中第四个参数是返回值类型，用void用字符串描述：“v@:”

- (void)addMethod {
    NSLog(@"%s", __func__);
}
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    NSLog(@"%s, sel = %@", __func__, NSStringFromSelector(sel));
    if(sel == @selector(print)) {
        IMP imp = class_getMethodImplementation(self, @selector(addMethod));
        class_addMethod(self, sel, imp, "v@:");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

消息转发

如果系统在动态决议阶段没有找到实现，就会进入消息转发阶段。

快速转发

当cache没有找到imp，类的继承链里的方法列表都没有找到imp，并且resolveInstanceMethod / resolveClassMethod 返回NO就会进入消息转发。也就是所以如果本类没有能力去处理这个消息，那么就转发给其他的类，让其他类去处理。

从imp == (IMP)_objc_msgForward_impcache进入消息转发机制。

查看一下这个方法：

竟然是汇编实现的这就又印证了汇编速度更快的结论：

STATIC_ENTRY __objc_msgForward_impcache

	// No stret specialization.
	b	__objc_msgForward

	END_ENTRY __objc_msgForward_impcache

	
	ENTRY __objc_msgForward

	adrp	x17, __objc_forward_handler@PAGE
	ldr	p17, [x17, __objc_forward_handler@PAGEOFF]
	TailCallFunctionPointer x17
	
	END_ENTRY __objc_msgForward

之后就没有开源了🥹。

快速转发测试

• Person类中定义func1方法但是不实现，利用forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector 方法进行消息快速转发。
• Blank类中定义func1方法且实现：

Blank.h
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Blank : NSObject
- (void)print;
@end

Blank.m
#import "Blank.h"

@implementation Blank
- (void)print {
    NSLog(@"%s", __func__);
}
@end

Person.h
#import "Person.h"
#import "Blank.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation Person
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(print)) {
        NSLog(@"%s, aSelector = %@",__func__, NSStringFromSelector(aSelector));
        return [Blank alloc];
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}
@end

转发的作用在于，如果当前对象无法响应消息，就将它转发给能响应的对象。
此时，方法缓冲在接收转发消息的对象。

慢速转发

如果消息的快速转发也没有找到方法；后面还有个methodSignatureForSelector方法，作用是方法有效性签名。

将刚才使用快速转发forwardingTargetForSelector方法注释后，添加上methodSignatureForSelector方法后能否正常运行？

-(NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    NSLog(@"%s, aSelector = %@",__func__, NSStringFromSelector(aSelector));
    return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
}

运行之后发现程序会崩溃，因为这个方法需要搭配forwardInvocation：

• forwardInvocation方法提供了一个入参，类型是NSInvocation；它提供了target和selector用于指定目标里查找方法实现。

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation;

总结

防止系统崩溃的三个救命稻草：动态解析、快速转发、慢速转发。
OC方法调用的本质就是消息发送，消息发送是SEL-IMP的查找过程。

动态决议

实例方法：

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel;
// 系统通过该方法调用上面OC类里的实现
static void resolveInstanceMethod(id inst, SEL sel, Class cls)

类方法：

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel;

消息转发

消息快速转发：

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector;

消息慢速转发：

// 方法签名
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector;
// 正向调用
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation;

消息的三次拯救

1. 动态方法解析
2. 备援接收者
3. 完整消息转发

流程图

Q&A

runtime是如何通过selector找到对应的IMP地址的？

答：缓存查找–>当前类查找–>父类逐级查找

上面两次打印的原因？

答：

运行后，lldb输入指令bt可以看到打印的信息:

第一次进入断点时：

第二次进入断点时：

调用了___forwarding___符号，还有熟悉的慢速转发methodSignatureForSelector方法 ，可知第二次是消息转发；

在消息的第一次动态决议和快速转发都没找到方法后，进入到慢速转发。过程中，runtime还会调用一次lookUpImpOrForward，这个方法里包含了动态决议，这才造成了二次动态决议。