iOS底层-消息转发

无双3
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前言

在上一篇动态方法决议中，我们讲到消息慢速查找没找到会进入动态决议。如果动态决议没有处理，通过日志发现了新的东西forwardingTargetForSelector和methodSignatureForSelector，也就是消息查找的最后流程 消息转发。

消息转发

  • 消息转发分为快速转发和慢速转发，先来看看快速转发。

快速转发

快速转发也就是forwardingTargetForSelector，这个方法有什么作用呢，先来在objc-818.2源码中搜索，发现只提到了方法，没有找到具体使用。再来找下方法文档Organizer -> cmd + shift + 0，然后搜索forwardingTargetForSelector

forwardingTargetForSelector

截屏2021-07-08 17.17.55.png

  • 文档对这个方法的解释是：如果方法执行不了，可以给别人，也就是找个人来执行的意思

代码验证

  • 下面在脱离源码环境来验证下
// .h
@interface WSPerson : NSObject

- (void)sayLike; 

@end

// .m
@implementation WSPerson
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {

    NSLog(@"🎈🎈🎈 %s - %@", __func__, NSStringFromSelector(aSelector));

    return  [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
}

// 调用
WSPerson *person = [[WSPerson alloc] init];
[person sayLike];

@end

  • 执行结果如下：

    截屏2021-07-08 17.38.11.png

  • 说明找不到方法会走到这里，文档里说，方法找不到，可以指定一个来执行，我们在WSTeacher里添加一个sayLike方法，并实现，然后将forwardingTargetForSelector的返回值，指定为WSTeacher对象:

// WSTeacher.h
@interface WSTeacher : NSObject

- (void)sayLike;

@end

// WSTeacher.m
@implementation WSTeacher
- (void)sayLike {
    NSLog(@"🎉🎉🎉 %s", __func__);
}
@end


// WSPerson.m
@implementation WSPerson

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {

    NSLog(@"🎈🎈🎈 %s - %@", __func__, NSStringFromSelector(aSelector));

    return [WSTeacher alloc];
}
@end

运行结果如下：

截屏2021-07-08 17.46.36.png

  • 这样就在WSTeacher类中找到了，不过这个过程有一个弊端，如果指定的这个类也没有实现这个方法怎么破？接下来就从快速转发进入慢速转发。

慢速转发

在辅助日志msgSends中，我们能够看到，当forwardingTargetForSelector后面还有个methodSignatureForSelector方法，也就是快速转发没找到，就会进入methodSignatureForSelector方法

methodSignatureForSelector

  • 先来看看methodSignatureForSelector说明： 截屏2021-07-08 18.16.24.png
  • 文档上说，这个方法要返回一个方法签名NSMethodSignature，而且在消息的转发期间，必须要创建NSInvocation，也就是实现forwardInvocation方法

代码验证

  • 先验证下代码是否能进来，首先要去掉WSTeacher中的sayLike实现：
@implementation WSPerson 

// 快速转发
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    NSLog(@"🎈🎈🎈 %s - %@", __func__, NSStringFromSelector(aSelector));
    return  [WSTeacher alloc];
}

// 慢速转发
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    NSLog(@"🍊🍊🍊 %s - %@", __func__, NSStringFromSelector(aSelector));
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
@end
  • 再来运行下看看 截屏2021-07-08 18.38.20.png

疑问：methodSignatureForSelector居然没走，这是为什么？

  • 再来分析下这段代码，发现forwardingTargetForSelector指定了WSTeacher去执行查找，但WSTeacher中并没有实现这些，所以就不会走，可以去掉快速转发再尝试：

截屏2021-07-09 08.49.32.png 代码果然和预期一样走进来了，在文档上说，需要返回方法签名和实现forwardInvocation方法，我们修改下这里面代码：

// 慢速转发
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    NSLog(@"🍊🍊🍊 %s - %@", __func__, NSStringFromSelector(aSelector));
    if (aSelector == @selector(sayLike)) {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    NSLog(@"%@ - %@", anInvocation.target, NSStringFromSelector(anInvocation.selector));
}

运行结果如下：

截屏2021-07-09 09.10.49.png 这样就避免了崩溃，forwardInvocation中保存了方法签名信息。NSInvocation也可以处理相关的事务，例如指定实现：

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    NSLog(@"%@ - %@", anInvocation.target, NSStringFromSelector(anInvocation.selector));
    WSTeacher *t = [WSTeacher alloc];
    if ([self respondsToSelector:anInvocation.selector]) {
        [anInvocation invoke];
    } else if ([t respondsToSelector:anInvocation.selector]) {
        [anInvocation invokeWithTarget:t];
    } else {
        anInvocation.target = t;
        anInvocation.selector = @selector(sayLearn);
        [anInvocation invoke];
        NSLog(@" 方法找不到 ");
    }
}
  • forwardInvocation可以指定给某个类去调用，也可以改变自己的target，和selector等
  • forwardInvocation流程相当于它告诉程序sayLike这个方法还在，程序就不会去做异常处理，但实际是存在的，也可以自主的做去处理。不过这一系列的流程下来，会造成资源的浪费。

总结

  • 快速转发：调用forwardingTargetForSelector实现快速转发流程，可以返回自己想要替自己实现的对象去实现该方法，如果返回nil将进入慢速转发流程。
  • 慢速转发：慢速转发需要调用methodSignatureForSelector和forwardInvocation共同实现，methodSignatureForSelector需要返回方法签名，而forwardInvocation里面可以做一些处理，例如指定对象处理，指定方法等。如果 没有方法签名，则结束慢速查找。

消息转发图解

截屏2021-07-09 10.39.08.png

查看堆栈

  • 假如这些转发流程都没有处理，运行肯定是报错的，那么怎么查看呢，我们可以用bt命令打印堆栈：

截屏2021-07-09 11.06.10.png
通过分析得知，在doesNotRecognizeSelector之后还走两个方法___forwarding___和__forwarding_prep_0___方法，这两个方法都在CoreFoundation库中，按照以往的经验去源码中分析下作用，但是源码中并没有找到，说明CoreFoundation库并没有完全开源，那怎么搞？我们可以去查看下动态库。

  • 先通过image list命令找到动态库路径，然后找到CoreFoundation动态库

截屏2021-07-09 11.10.22.png

  • 然后使用Hopper或者IDA去分析，本文主要在Hopper中分析

反汇编(Hopper)

分析

将找到的CoreFoundation动态库拖到Hopper中

截屏2021-07-09 11.22.49.png

  • 然后点击左侧label搜索__forwarding_prep_0___，主要查看伪代码

截屏2021-07-09 11.36.59.png

  • 我们看到__forwarding_prep_0___中调用___forwarding___后得到rax，双击进入___forwarding___方法：

截屏2021-07-09 13.58.56.png

  • 这里显示判断forwardingTargetForSelector有没有实现，如果没有实现就会走loc_64ad7，也就是慢速转发：

截屏2021-07-09 14.02.45.png

  • 在慢速转发时，先判断是不是僵尸对象_NSZombie_，再判断methodSignatureForSelector是否实现，没有实现就走loc_64e47
  • 如果methodSignatureForSelector返回值为nil，则走loc_64eac，也就是报错
  • 如果methodSignatureForSelector有返回值，则会去判断forwardStackInvocation方法是否存在，然后进行后面的处理

总结

  • hopper也可以查看流程，只不过流程看起来没那么舒服要慢慢的去分析，需要慢慢的去分析，最后还是能够分析处理转发流程。
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