面试题：Objective-C运行时的消息转发机制

Question

详细描述Objective-C运行时的消息转发流程，包括动态方法解析、备用接收者和完整的消息转发这三个主要阶段，每个阶段在什么情况下触发以及具体的操作是什么。

Answer 1

动态方法解析（Dynamic Method Resolution）

• 触发情况：当向一个对象发送一条它无法识别的消息时，首先会进入动态方法解析阶段。
• 具体操作：
  • 对于实例方法，运行时会调用+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel方法，类可以在这个方法中动态添加实例方法的实现。比如通过class_addMethod函数将方法实现添加到类中。
  • 对于类方法，运行时会调用+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel方法，同样可以通过class_addMethod函数添加类方法的实现。如果在这个阶段成功添加了方法实现，消息转发流程结束，消息会被重新发送并得到处理；如果没有添加成功，则进入下一个阶段。

备用接收者（Fast Forwarding）

• 触发情况：在动态方法解析阶段没有为消息找到处理方法时，会进入备用接收者阶段。
• 具体操作：运行时会调用- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector方法。如果该方法返回一个非nil对象，那么这个对象会作为备用接收者来处理这条消息，消息转发流程结束。如果返回nil，则继续进入完整的消息转发阶段。

完整的消息转发（Normal Forwarding）

• 触发情况：当备用接收者阶段没有找到合适的备用接收者时，进入完整的消息转发阶段。
• 具体操作：
  • 首先，运行时会创建一个NSInvocation对象，该对象包含了原始的消息、目标对象和参数等信息。然后调用- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation方法。
  • 在forwardInvocation:方法中，开发者可以手动将消息转发给其他对象处理。比如找到一个能处理该消息的对象otherTarget，通过[anInvocation setTarget:otherTarget]设置新的目标，然后[anInvocation invoke]来执行消息。
  • 如果forwardInvocation:方法没有处理该消息，运行时会调用- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector方法来获取方法签名。如果该方法返回nil，则会抛出unrecognized selector sent to instance异常；如果返回有效的方法签名，运行时会再次调用forwardInvocation:方法让开发者处理消息。