msgSend底层(三）动态方法决议

末日灬清晨
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经典案例

  • 定义一个方法, 本身类和父类都不去实现，就会爆出经典错误unrecognized selector sent to instance xxx,在msgSend底层(二）中，当父类为nil时，会进行一个赋值imp = forward_imp，再来看看

image.png

  • forward_imp = _objc_msgForward_impcache，源码查看下 _objc_msgForward_impcache的底层实现，全局搜索_objc_msgForward_impcache
    STATIC_ENTRY __objc_msgForward_impcache

    // No stret specialization.
    b	__objc_msgForward  //跳转 __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
    
    ...
    .macro TailCallFunctionPointer
	// $0 = function pointer value
	br	$0    //跳转 imp
    .endmacro
    ...

  • __objc_msgForward_impcache底层是汇编实现，主要代码 b __objc_msgForward

  • __objc_msgForward中TailCallFunctionPointer是个宏，前面探究过就是跳转imp。x17寄存器存放的是imp，从汇编中可以看出跟x17有关系的就是__objc_forward_handler

  • 全局搜索__objc_forward_handler 汇编中没有具体的实现，那就不在汇编中，可能在C/C++源码中，全局搜索objc_forward_handler，源码如下

image.png

动态方法决议

  • 慢速查找流程lookUpImpOrForward中，如果没有查找到imp就会走动态方法决议流程resolveMethod_locked
NEVER_INLINE
IMP lookUpImpOrForward(id inst, SEL sel, Class cls, int behavior){
  ...
  // No implementation found. Try method resolver once.
  // 如果查询方法没有实现，系统会尝试一次方法解析
  if (slowpath(behavior & LOOKUP_RESOLVER)) {
      behavior ^= LOOKUP_RESOLVER;
      //动态方法决议
      return resolveMethod_locked(inst, sel, cls, behavior);
  }
  ...
}

查看resolveMethod_locked源码

static void resolveClassMethod(id inst, SEL sel, Class cls)
{
    runtimeLock.assertUnlocked();
    ASSERT(cls->isRealized());
    ASSERT(cls->isMetaClass());
    // inst 类 //cls元类
    //查询元类有没有实现  NSObject默认实现resolveClassMethod方法
    if (!lookUpImpOrNilTryCache(inst, @selector(resolveClassMethod:), cls)) {
        // Resolver not implemented.
        return;
    }
    //返回类
    Class nonmeta;
    {
        mutex_locker_t lock(runtimeLock);
        nonmeta = getMaybeUnrealizedNonMetaClass(cls, inst);
        // +initialize path should have realized nonmeta already
        if (!nonmeta->isRealized()) {
            _objc_fatal("nonmeta class %s (%p) unexpectedly not realized",
                        nonmeta->nameForLogging(), nonmeta);
        }
    }
   
    BOOL (*msg)(Class, SEL, SEL) = (typeof(msg))objc_msgSend;
    //向类中发送消息
    bool resolved = msg(nonmeta, @selector(resolveClassMethod:), sel);
    //类方法相当于元类中的实例方法，同样去快速和慢速的查找
    IMP imp = lookUpImpOrNilTryCache(inst, sel, cls);

    if (resolved  &&  PrintResolving) {
        if (imp) {
            ...
        }
        else {
            // Method resolver didn't add anything?
            ...
        }
    }
}
  • resolveClassMethod在NSobject中已经实现，只要元类初始化就可以了，目的是缓存在元类中
  • 调用resolveClassMethod类方法，目的是实现可能resolveClassMethod方法中动态实现sel对应的imp
  • imp = lookUpImpOrNilTryCache(inst, sel, cls) 缓存sel对应的imp，不管imp有没有动态添加，如果没有缓存的就是forward_imp

查看lookUpImpOrNilTryCache源码

  • lookUpImpOrNilTryCache方法名字，可以理解就是查找imp或者nil尽可能的通过查询cache的方式，在resolveInstanceMethod方法和resolveClassMethod方法都调用lookUpImpOrNilTryCache
extern IMP lookUpImpOrNilTryCache(id obj, SEL, Class cls, int behavior = 0);

 IMP lookUpImpOrNilTryCache(id inst, SEL sel, Class cls, int behavior)
{
    // LOOKUP_NIL = 4  没有传参数behavior = 0   0 | 4 = 4
    return _lookUpImpTryCache(inst, sel, cls, behavior | LOOKUP_NIL);
}
ALWAYS_INLINE
static IMP _lookUpImpTryCache(id inst, SEL sel, Class cls, int behavior)
{
    runtimeLock.assertUnlocked();
    //cls 是否初始化
    if (slowpath(!cls->isInitialized())) {
        // 没有初始化就去查找 lookUpImpOrForward 查找时可以初始化
        return lookUpImpOrForward(inst, sel, cls, behavior);
    }
    //在缓存中查找sel对应的imp
    IMP imp = cache_getImp(cls, sel);
    // imp有值 进入done流程
    if (imp != NULL) goto done;
#if CONFIG_USE_PREOPT_CACHES
    //是否有共享缓存
    if (fastpath(cls->cache.isConstantOptimizedCache(/* strict */true))) {
        imp = cache_getImp(cls->cache.`preoptFallbackClass(), sel);
    }`
#endif
    // 缓存中没有查询到imp 进入慢速查找流程
    // behavior = 4 ，4 & 2 = 0 不会进入动态方法决议，所以不会一直循环
    if (slowpath(imp == NULL)) {
        return lookUpImpOrForward(inst, sel, cls, behavior);
    }

done:
    //(behavior & LOOKUP_NIL) = 4 & 4 = 1
    //LOOKUP_NIL 只是配合_objc_msgForward_impcache 写入缓存
    if ((behavior & LOOKUP_NIL) && imp == (IMP)_objc_msgForward_impcache) {
        return nil;
    }
    return imp;
}

判断cls是否初始化一般都会初始化的 缓存中查找

  • 在缓存中查找sel对应的imp
  • 如果imp存在跳转done流程
  • 判断是否有共享缓存给系统底层库用的
  • 如果缓存中没有查询到imp，进入慢速查找流程 慢速查找流程
  • 慢速查找流程中，behavior= 4 ，4 & 2 = 0进入动态方法决议，所以不会一直循环
  • 最重要的如果没有查询到此时imp= forward_imp，跳转lookUpImpOrForward中的done_unlock和done流程，插入缓存，返回forward_imp done流程
  • done流程： (behavior & LOOKUP_NIL) 且 imp = _objc_msgForward_impcache，如果缓存中的是forward_imp，就直接返回nil，否者返回的imp，LOOKUP_NIL条件就是来查找是否动态添加了imp还有就是将imp插入缓存 lookUpImpOrNilTryCache的主要作用通过LOOKUP_NIL来控制插入缓存，不管sel对应的imp有没有实现，还有就是如果imp返回了有值那么一定是在动态方法决议中动态实现了imp

resolveInstanceMethod代码探究

@interface ZMPerson : NSObject
    - (void)sayHello;
    + (void)test;
@end
@implementation ZMPerson
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel {
    NSLog(@"--进入%@--",NSStringFromSelector(sel));
if (@selector(test) == sel) {
    IMP imp = class_getMethodImplementation(object_getClass([self class]), @selector(test2));
    Method mth = class_getClassMethod(object_getClass([self className]), @selector(test2));
    const char *type = method_getTypeEncoding(mth);
    return class_addMethod(object_getClass([self class]), sel, imp, type);
}
    return [super resolveClassMethod:sel];
}
+ (void)test2{
    NSLog(@"--%s---",__func__);
}

+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    NSLog(@"--进入%@--",NSStringFromSelector(sel));
if (@selector(sayHello) == sel) {
    IMP imp = class_getMethodImplementation(self , @selector(sayHello2));
    Method meth = class_getInstanceMethod(self , @selector(sayHello2));
    const char * type = method_getTypeEncoding(meth);
    return class_addMethod(self ,sel, imp, type);;
}
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

- (void)sayHello2{
    NSLog(@"--%s---",__func__);
}
@end
  • 整合动态方法决议 msg(cls, resolve_sel, sel) 也可以验证objc_msgSend发送消息不区分-和+方法。objc_msgSend的接收者cls是元类，意味着像元类中发消息，消息查找会到根元类去查找，所以 resolveInstanceMethod在元类中，才会被调用，所以在类中的resolveInstanceMethod方法不会被调用，不是说元类和类的名字是一样的嘛，但是地址不一样哦

创建一个NSObject + ZM，在分类中添加resolveInstanceMethod方法，因为根元类的父类是根类，根元类找不到会到根类中查找，因为根元类没法创建所以只能用根类

#import "NSObject+ZM.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation NSObject (ZM)
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    if (@selector(sayHello) == sel) {
        NSLog(@"--进入%@--",NSStringFromSelector(sel));
        IMP imp = class_getMethodImplementation(self , @selector(sayHello2));
        Method meth = class_getInstanceMethod(self , @selector(sayHello2));
        const char * type = method_getTypeEncoding(meth);
        return class_addMethod(self ,sel, imp, type);;
    }else if (@selector(test) == sel){
        NSLog(@"--进入%@--",NSStringFromSelector(sel));
        IMP imp = class_getMethodImplementation(object_getClass([self class]), @selector(newTest));
        Method meth = class_getClassMethod(object_getClass([self class]) , @selector(newTest));
        const char * type = method_getTypeEncoding(meth);
        return class_addMethod(object_getClass([self class]) ,sel, imp, type);;
    }
    return NO;
}
- (void)sayHello2{
    NSLog(@"--%s---",__func__);
}
+(void)newTest{
    NSLog(@"--%s---",__func__);
}
@end

实例方法是类方法调用，系统都自动调用了resolveInstanceMethod方法，和上面探究的吻合。 动态方法决议优点

  • 可以统一处理方法崩溃的问题，出现方法崩溃可以上报服务器，或者跳转到首页
  • 如果项目中是不同的模块你可以根据命名不同，进行业务的区别
  • 这种方式叫切面编程熟成AOP AOP和OOP的区别
  • OOP：实际上是对对象的属性和行为的封装，功能相同的抽取出来单独封装，强依赖性，高耦合
  • AOP：是处理某个步骤和阶段的，从中进行切面的提取，有重复的操作行为，AOP就可以提取出来，运用动态代理，实现程序功能的统一维护，依赖性小，耦合度小，单独把AOP提取出来的功能移除也不会对主代码造成影响。AOP更像一个三维的纵轴，平面内的各个类有共同逻辑的通过AOP串联起来，本身平面内的各个类没有任何的关联
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