爲何Objective-C的消息轉發要設計三個階段？

咱們知道，在Objective-C中若是給一個對象發送一條它沒法處理的消息，就會進入下圖描述的消息轉發（Message Forwarding）流程，可是爲何要設計這麼複雜的流程呢？

消息轉發能夠分爲三個階段，不一樣資料中每一個階段的名稱不太同樣，蘋果的官方文檔也沒有明確指出這三個階段，因此這裏階段的名稱僅供參考。

下面咱們就經過詳細解讀每一個階段來回答開篇提出的問題。

第一階段：動態方法解析（Dynamic Method Resolution）

有些狀況下，你但願可以爲一個方法動態地提供實現。例如，Objective-C中能夠將一個屬性聲明爲@dynamic

@dynamic propertyName;
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這樣你就告訴編譯器，與這個屬性相關聯的setter和getter方法會被動態添加。編譯器就不會自動爲你建立setter和getter以及對應的成員變量（instance variable或叫Ivar）。

你能夠經過實現方法resolveInstanceMethod:或resolveClassMethod:爲指定的selector動態添加實現。

一個 Objective-C方法不過是一個C函數，這個函數最少有兩個參數——self和_cmd。你能夠經過class_addMethod函數把一個函數添加到一個類中。你須要提供相似下面的函數：

void dynamicMethodIMP(id self, SEL _cmd) {
    // implementation ....
}
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在消息轉發的流程中，使用resolveInstanceMethod:動態地將一個函數添加爲一個類的方法：

@implementation MyClass
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
    if (aSEL == @selector(resolveThisMethodDynamically)) {
          class_addMethod([self class], aSEL, (IMP) dynamicMethodIMP, "v@:");
          return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:aSEL];
}
@end
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class_addMethod最後一個參數叫作types，是一個描述方法的參數類型的字符串。

v表明void，@表明對象或者說id類型，:表明方法選擇器SEL。具體參見：Objective-C Runtime Programming Guide->Type Encodings

上面的dynamicMethodIMP，返回值是void，兩個入參分別是id和SEL，因此描述這個方法的參數類型的字符串就是"v@:"

這個階段的意義是爲一個類動態提供方法實現。嚴格來講，還沒進入消息轉發流程。respondsToSelector:和instancesRespondToSelector:也會調用resolveInstanceMethod:。也就是說，若是resolveInstanceMethod:返回了YES，那麼respondsToSelector:和instancesRespondToSelector:都會返回YES。

在CoreData中，有些屬性標記爲@dynamic，這些屬性的值背後是經過數據庫來更新和獲取的，並不須要一個成員變量。因此就會爲這些屬性的setter和getter方法實現resolveInstanceMethod:，返回YES，並經過數據庫來設置或者獲取該屬性的值。

第二階段：替換消息接收者（快速轉發）

若是第一階段resolveInstanceMethod:返回了NO，就會調用forwardingTargetForSelector:詢問是否把消息轉發給另外一個對象。這至關於把objc_msgSend的第一個參數改成另外一個對象，消息的接收者就改變了。

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    return someOtherObject;
}
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第三階段：徹底消息轉發機制

若是第二階段的forwardingTargetForSelector:返回了nil，這就進入了所謂徹底消息轉發的機制。

首先調用methodSignatureForSelector:爲要轉發的消息返回正確的簽名：

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    if ([NSStringFromSelector(aSelector) isEqualToString:@"foo"]) {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
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返回了正確的簽名後，就會調用forwardInvocation:將消息轉發

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    NSLog(@"forwardInvocation");
    SomeOtherObject *someOtherObject = [SomeOtherObject new];
    if ([someOtherObject respondsToSelector:[anInvocation selector]]) {
        [anInvocation invokeWithTarget:someOtherObject];
    } else {
        [super forwardInvocation:anInvocation];
    }
}
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上面代碼是將消息轉發給其餘對象，其實這與第二階段中示例代碼作的事情是同樣的。區別就在於這個階段會有一個NSInvocation對象。

NSInvocation是一個用來存儲和轉發消息的對象。它包含了一個Objective-C消息的全部元素：一個target，一個selector，參數和返回值。每一個元素均可以被直接設置。

因此不一樣與第二階段，在這個階段你能夠：

• 把消息存儲，在你以爲合適的時機轉發出去，或者不處理這個消息。
• 修改消息的target，selector，參數等
• 屢次轉發這個消息，轉發給多個對象

顯然在這個階段，你能夠對一個OC消息作更多的事情。

總結

第一階段意義在於動態添加方法實現，第二階段直接把消息轉發給其餘對象，第三階段是對第二階段的擴充，能夠實現屢次轉發，轉發給多個對象等。這也許就是設計這三個階段的意義。

另外，一個對象經過消息轉發來響應一條消息，「看起來像」繼承了在其餘類定義的方法實現，這就變相實現了多繼承。

固然，也許多繼承自己就不該該存在。你應該遵循「單一職責」、「高內聚，低耦合」等面向對象設計原則，合理設計類的功能。

參考資料：

1. Objective-C Runtime Programming Guide

2. Effective Objective-C 2.0

3. Objective-C 消息發送與轉發機制原理

4. NSInvocation