【Runtime】消息发送机制，动态方法解析，消息转发机制

序言

读完这篇文章后，我们就可以弄明白“对象、类是怎么调用方法的”

一、消息发送机制objc_msgSend

二、动态方法解析resolveMethod

三、消息转发机制objc_msgForward

四、程序崩溃unrecognized selector sent to instance

五、super关键字objc_msgSendSuper

一、消息发送机制`objc_msgSend`

消息发送机制是指，OC对象调用[object methondName]，都会转换为objc_msgSend(object,@selector(methonName))函数的调用，也就是说给一个对象发送消息，这个转换过程是在编译时完成的，而具体怎么给对象发消息则是在运行时完成的，那objc_msgSend函数内部具体是怎么给对象发消息的呢？（消息发送流程、方法调用流程）

1、进入objc_msgSend后系统会首先判断接收者是不是nil，如果是nil直接retain，结束该方法的调用，程序不会崩溃；

2、如果不是nil，则根据对象的isa指针找到该对象所属的类，去这个类的方法缓存（cache）里查找方法（方法缓存是通过散列表实现的，查找效率很高），找到了就直接调用，如果没找到，则去类的方法列表（methods）里查找，这里对于已经拍过序的方法采用二分查找，对于为排序的方法列表则采用遍历查找，如果在类的方法列表中找到了方法，则首先把该方法缓存到cache中，然乎调用该方法如果没有找到，则会根据当前类的superclass指针找到它的父类，曲父类里查找；

3、找到父类后，会首先去父类的方法缓存（cache）里查找方法，如果找到了，则首先把该方法缓存到当前类的cache中（注意不是父类的cache），然后调用该方法，若果没有找到，则去父类的方法列表（methods）中查找。如果在父类的方法列表里找到了方法，则首先把该方法缓存到当前类的缓存（cache）里，然后调用该方法，如果没有找到，则会一层一层往上，直到根类，直到nil；

4、如果到了nil，还没找到方法，就会触发动态解析了。

补充一下：

消息发送关注的仅仅是消息接收者和SEL，无非就是通过消息接收者的isa指针和superclass指针去找SEL嘛，根本就没有什么绝对的标识来表明某个方法是实例方法还是类方法，所以如果出现类调用实例方法也不要惊讶哦，比如[NSObject -test]是没有问题的，你只要抓紧方法调用流程这条线就可以了。

二、动态方法解析`resolveMethod`

如果正常的消息发送流程走完，没有找到方法，就会触发动态方法解析，动态方法解析是指，如果我们在编译时没有为某个方法提供实现，可以在运行时通过类的+resolveInstanceMethod:方法或者+resolveClassMethod:方法动态地为这个方法添加实现。

1.触发动态解析后，如果系统发现没有找到实例方法，就会调用该类的+resolveInstanceMethod:方法，我们可以在这个方法里动态地为没有找到的方法添加实现，会添加到methods里；如果发现没有找到类方法，就会调用该类的+resolveClassMethod方法，我们也可以在这个方法里动态地为没找到的方法添加实现，会添加到methods里；

2.动态解析完成后，会重新走一次消息发送流程来查找方法；

3.如果动态方法解析也没有解决问题，就会触发消息转发机制。

三、消息转发机制`objc_msgForward`

如果正常的消息发送流程和动态方法解析都走完了，还是没找到方法，就会触发消息转发机制。消息转发机制是指，把消息转发给别的对象，让别的对象来调用这个方法。能走到这一步，已经表明这个类本身无法调用这个方法，交给其他类来处理吧。消息转发又分为直接消息转发和完整消息转发。（消息转发源码不开源）

1、直接消息转发：

直接消息转发是指，系统会调用该类的forwardingTargetForSelector:方法，我们可以在这个方法里直接把消息转发给别的对象。

2.完整消息转发

完整消息转发是指，系统会调用该类的methodSignatureForSelector:方法和forwardInvocation:方法，我们可以在这两个方法里把消息转发给别的对象。完整消息转发相比直接消息转发可以做更多复杂操作，甚至你可以不做消息转发，直接在forwardInvocation做我们想要做的事。

四、程序崩溃`unrecognized selector sent to instance`

如果消息转发机制都走完了，还是没处理这个方法的调用，那就彻底没救了，程序crash，报错提示unrecognized selector sent to instance。也就是说，这个错误是消息转发机制报的，而不是消息发送机制或者动态解析时报的。所以如果别人问你“什么时候会报unrecognized selector sent to instance的错误”，你最好把整个消息发送流程、动态方法解析、消息转发流程都给他说一遍，而不仅仅是说“找不到方法的实现时”——这只是消息发送阶段。

五、`super`关键字`objc_msgSendSuper`

我们知道self代表的是当前对象，但super代表的可不是父类的对象。super关键字仅仅是一个编译器指示符，它的作用就是告诉当前消息的接受者直接去它父类里查找方法，而不是从当前类开始查找，消息的接收者还是self。

super调用[super methodName]，都会转换为objc_msgSendSuper({self,[self class]},@seletor(methodName))函数调用，可见本质上确实还是给self发送消息，只不过直接去[self class]里查找方法而已。

下面是Runtime的源码（NSObject.mm文件）：

// 返回该对象所属的类
- (Class)class {
    return object_getClass(self); 
}

// 返回该对象所属类的父类
- (Class)superclass {
    return [self class]->superclass; 
}

举个例子：

@implementation INEStudent : INEPerson

- (instancetype)init {
    
    self = [super init];
    if (self) {
        
        NSLog(@"%@", [self class]); // INEStudent
        NSLog(@"%@", [self superclass]); // INEPerson
        
        NSLog(@"%@", [super class]); // INEStudent
        NSLog(@"%@", [super superclass]); // INEPerson
    }
    
    return self;
}

@end

[self class]和[self superclass]就不用说了，消息接收者都是self，会从Student类的方法缓存和方法列表里开始查找class和superclass方法，而这两个方法都是NSObject类的方法，所以会一层一层往上，找到后发现两者的实现就是返回当前消息接收者self的类和父类。

[super class]和[super superclass]的消息接收者其实都还是self，只不过会跳过Student类，直接从Person类的方法缓存和方法列表里开始查找class和superclass方法，最后也还是找到NSObject类那里，找到后发现两者的实现就是返回当前消息接收者self的类和父类，而self又没变。

序言

一、消息发送机制objc_msgSend

补充一下：

二、动态方法解析resolveMethod

三、消息转发机制objc_msgForward