OC 原理探索：动态方法决议

SSL
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前言

OC 原理探索：objc_msgSend 流程 中我们对方法的慢速查找流程进行了分析，如果方法最终找不到时，会将imp赋值为forward_imp然后返回，返回后又发生了什么呢，今天来继续探索。

准备工作

一、方法找不到的报错 底层原理

方法找不到的报错

在工程中添加如下代码：

@interface SSLStudent : SSLPerson
- (void)say1;
@end

@implementation SSLStudent
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        SSLStudent *student = [SSLStudent alloc];
        [student say1];
    }
    return 0;
}

运行程序，可以看到下面的报错：

image.png

  • unrecognized selector sent to instance这个错误大家都遇到过，那么它是怎么发生的呢，接下来就探索一下它的底层原理。

报错的底层原理

通过 OC 原理探索：objc_msgSend 流程 我们可以知道方法找不到时，会返回forward_imp的值，forward_imp是通过_objc_msgForward_impcache来赋值的，如下：

image.png

我们来探索下_objc_msgForward_impcache的实现，全局搜索查找函数：

image.png

  • _objc_msgForward_impcache的实现只调用了__objc_msgForward一行代码。
  • __objc_msgForward调用了TailCallFunctionPointer函数，TailCallFunctionPointer中调用了$0，$0也就是__objc_forward_handler函数，我们接下来查找__objc_forward_handler的实现。

image.png

  • OK!!，到这里就找到了 unrecognized selector sent to instance报错的出处，字符串还拼接了+、-的方法符号。

二、对象方法动态决议

在报错之前有没有调用了什么函数呢，接下来断点调试源码，探索函数的调用。

image.png

  • 第一次时，behavior = 3 、LOOKUP_RESOLVER = 2，3&2 = 2，所以if表达式成立。

    image.png

  • if表达式成立，会调用resolveMethod_locked函数。

resolveMethod_locked 解析

image.png

  • if (! cls->isMetaClass())，判断是否非元类。
  • 非元类时，调用resolveInstanceMethod(inst, sel, cls)。
  • 是元类时，调用下面的代码： image.png
  • 最终通过 lookUpImpOrForwardTryCache(inst, sel, cls, behavior)返回，这个函数会对方法进行再次的查找。

lookUpImpOrForwardTryCache 解析

我们先来看lookUpImpOrForwardTryCache函数：

image.png

  • 可以看到最终的 _lookUpImpTryCache函数，会进行cache_getImp快速查找和lookUpImpOrForward慢速查找。

resolveInstanceMethod 解析

我们来看一下resolveInstanceMethod(inst, sel, cls)函数的实现：

image.png

1. lookUpImpOrNilTryCache

image.png

  • 这部分代码是对resolveInstanceMethod:没有实现的容错处理，这里是不会进入的，系统提供了默认的实现。 image.png

2. objc_msgSend

image.png

  • 通过objc_msgSend给cls发送了一个resolveInstanceMethod:的消息，因为是给类发消息，所以是个+方法，在这个消息中我们可以添加相应代码解决报错。

3. lookUpImpOrNilTryCache

lookUpImpOrNilTryCache(inst, sel, cls)会进行方法的查找。

image.png

  • lookUpImpOrNilTryCache最终也是调用了 _lookUpImpTryCache函数，会进行快速查找和慢速查找。

resolveInstanceMethod 容错处理

在SSLStudent添加下面的代码，并运行程序：

@implementation SSLStudent

- (void)ssl_say1
{
    NSLog(@"ssl_say1");
}
    
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{
    if (sel == @selector(say1)) {
        IMP imp = class_getMethodImplementation(self, @selector(ssl_say1));
        Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(ssl_say1));
        const char *type = method_getTypeEncoding(method);
        class_addMethod(self, sel, imp, type);
    }
    return NO;
}

@end

image.png

  • OK!!，ssl_say1成功打印，并且程序没有报错。

三、类方法的动态决议

在SSLStudent中添加say2类方法，不去实现，运行项目：

@interface SSLStudent : SSLPerson

- (void)say1;
+ (void)say2;

@end

image.png

  • 这次代码走到了resolveClassMethod函数，接下里对它进行解析。

resolveClassMethod 解析

先看下resolveClassMethod的函数实现：

image.png

1. lookUpImpOrNilTryCache

image.png

  • 这部分代码是对resolveClassMethod:没有实现的容错处理，这里也是不会进入的，系统同样提供了默认的实现。

    image.png

2. nonmeta

image.png

  • getMaybeUnrealizedNonMetaClass函数中只是做了一些元类的容错处理。

  • nonmeta最终取值是类不是元类

    image.png nonmeta的isa是0x0000000100008550，与cls的地址相同。

3. objc_msgSend

image.png

  • nonmeta是类，然后对类进行发送消息处理，也就是+方法，和resolveInstanceMethod时是一样的。

4. lookUpImpOrNilTryCache

lookUpImpOrNilTryCache函数，上边已经说过进行了方法的慢速查找和快速查找。

resolveClassMethod 容错处理

在SSLStudent添加下面的代码，并运行程序：

@implementation SSLStudent

+ (void)ssl_say2
{
    NSLog(@"ssl_say2");
}

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel
{
    if (sel == @selector(say2)) {
        IMP imp = class_getMethodImplementation(objc_getMetaClass("SSLStudent"), @selector(ssl_say2));
        Method method = class_getInstanceMethod(objc_getMetaClass("SSLStudent"), @selector(ssl_say2));
        const char *type = method_getTypeEncoding(method);
        class_addMethod(objc_getMetaClass("SSLStudent"), sel, imp, type);
    }
    
    return [super resolveClassMethod:sel];
}
@end

image.png

  • 没问题，ssl_say2成功打印，并且程序没有报错。

再次 resolveInstanceMethod

image.png

  • 如果resolveClassMethod没有完成方法的添加，resolveInstanceMethod还可以有添加方法的机会。

四、aop 和 oop 总结

NSObject 统一处理报错

创建NSObject+SSL类，运行程序：

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface NSObject (SSL)
@end

#import "NSObject+SSL.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation NSObject (SSL)

- (void)say1{
    NSLog(@"say1");
}

+ (void)say2{
    NSLog(@"say2");
}

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {

    if (sel == @selector(say1)) {
        IMP say1     = class_getMethodImplementation(self, @selector(say1));
        Method method    = class_getInstanceMethod(self, @selector(say1));
        const char *type = method_getTypeEncoding(method);
        return class_addMethod(self, sel, say1, type);
    }else  if (sel == @selector(say2)) {
        IMP say2     = class_getMethodImplementation(objc_getMetaClass("LGTeacher"), @selector(say2));
        Method method    = class_getInstanceMethod(objc_getMetaClass("LGTeacher"), @selector(say2));
        const char *type = method_getTypeEncoding(method);
        return class_addMethod(objc_getMetaClass("LGTeacher"), sel, say2, type);
    }
    return NO;
}
@end

image.png

  • 成功打印say1、say2。

aop

我们项目中不可能把所有的报错方法全部hook，但是，我们可以只hook自己的方法，指定方法名为前缀_模块_具体这样。

比如说订单详情页的点击事件，方法定义为ssl_order_detailClick，如果发生了错误，可以执行跳转到订单列表页的操作，并进行错误的监控，这种方式叫做aop（面向切面编程）。

oop

与其相对的是oop（面向对象编程），它的特点是对象分工非常明确，但是会有很多的冗余代码。这个时候我们就会进行提取，提取会产生一个公共的类，所有人都会对它进行继承而产生强依赖，造成强耦合。

aop 的优缺点

所以我们应该无侵入、动态的注入代码，以方法和类为切点切入进去。

那它的缺点是什么呢，if、else太多，会造成性能的消耗。还有就是现在只是消息转发机制的前一个阶段，还没有进入转发流程，后面的流程就没有意义了，所以我们到转发流程再去做aop。

转发流程将在下一篇进行探索，点个赞支持一下吧！！😄😄😄

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