面试题：Objective-C 中消息转发机制的主要步骤是什么

Question

请详细阐述 Objective-C 消息转发机制在运行时经历的主要步骤，包括动态方法解析、备用接收者以及完整的消息转发流程。

Answer 1

动态方法解析

1. 类方法解析：当向一个对象发送一条它无法识别的消息时，运行时首先会调用类方法 + (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel。如果在这个方法中为该 SEL 动态添加了实现，消息转发就结束，对象能够响应这个消息。例如：

+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel {
    if (sel == @selector(someClassMethod)) {
        class_addMethod(self, sel, (IMP)someClassMethodImplementation, "v@:");
        return YES;
    }
    return [super resolveClassMethod:sel];
}

2. 实例方法解析：如果类方法解析没有处理该消息，运行时会调用实例方法 + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel。同样，如果在此方法中为 SEL 动态添加了实现，消息转发结束。例如：

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    if (sel == @selector(someInstanceMethod)) {
        class_addMethod(self, sel, (IMP)someInstanceMethodImplementation, "v@:");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

备用接收者

1. 如果动态方法解析阶段没有处理该消息，运行时会进入备用接收者阶段。它会调用对象的 - (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector 方法。
2. 在这个方法中，对象可以返回一个能够处理该 SEL 的其他对象。如果返回非 nil 对象，那么运行时会将消息发送给这个备用接收者，消息转发流程结束。例如：

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(someMethod)) {
        return someOtherObject;
    }
    return nil;
}

完整的消息转发流程

1. 动态方法解析：运行时首先尝试在类的方法列表中查找方法实现，如果找不到，会触发动态方法解析，先尝试类方法解析 + (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel，再尝试实例方法解析 + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel。
2. 备用接收者：若动态方法解析未处理消息，运行时调用 - (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector 寻找备用接收者。若找到，则将消息转发给备用接收者。
3. 完整转发：如果备用接收者也未处理消息，运行时会进入完整转发阶段。首先调用 - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector，该方法需要返回一个 NSMethodSignature 对象，描述方法的参数和返回值类型。如果返回 nil，则会调用 - (void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector，抛出异常表明对象无法识别该消息。若返回了有效的 NSMethodSignature，则会接着调用 - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation。在这个方法中，可以修改 NSInvocation 对象，指定新的目标对象来处理该消息，然后调用 [anInvocation invoke] 来执行消息。例如：

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(someMethod)) {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    SEL sel = anInvocation.selector;
    if ([someOtherObject respondsToSelector:sel]) {
        [anInvocation setTarget:someOtherObject];
        [anInvocation invoke];
    } else {
        [super forwardInvocation:anInvocation];
    }
}

整个消息转发机制为 Objective - C 提供了强大的灵活性，允许在运行时动态处理未识别的消息。