面试题：Objective-C方法签名在动态方法解析中的作用

Question

在Objective-C的动态方法解析机制中，方法签名扮演着怎样的角色？请描述当发送一个对象无法识别的消息时，方法签名如何参与动态方法解析的流程，并且说明如何通过方法签名来提供动态实现的依据。

Answer 1

方法签名在Objective-C动态方法解析机制中的角色

1. 定义方法特征：方法签名（NSMethodSignature）定义了一个方法的参数和返回值的类型、数量等特征。它是对方法调用的一种抽象描述，使得运行时系统能够正确地为方法调用分配栈空间，传递参数以及获取返回值。
2. 运行时关键信息提供者：在动态方法解析过程中，运行时系统需要依据方法签名来了解方法的结构，从而正确地调用动态添加的方法实现。

当发送对象无法识别消息时方法签名参与动态方法解析的流程

1. 动态方法解析启动：当向一个对象发送它无法识别的消息时，运行时系统首先进入动态方法解析阶段。
2. 类方法解析：运行时会首先尝试在类的 +resolveInstanceMethod: 或 +resolveClassMethod: 方法中动态添加方法实现（分别对应实例方法和类方法）。在这个过程中，运行时系统需要确定要添加的方法的参数和返回值等信息，这就依赖于方法签名。
3. 方法签名获取：如果在上述类方法解析过程中决定动态添加方法实现，就需要根据方法签名来确定新方法的参数和返回值类型等关键信息。通常，会通过 NSInvocation 相关机制结合方法签名来构建调用新实现的逻辑。例如，可以使用 NSMethodSignature 的 signatureWithObjCTypes: 类方法根据给定的类型编码字符串创建方法签名，然后基于这个签名创建 NSInvocation 对象，用于后续调用动态添加的方法。
4. 备用接收者查找失败后再次依赖签名：如果类方法解析没有成功添加方法实现，运行时会进入备用接收者查找阶段。若此阶段也失败，最后进入完整的消息转发流程。在完整的消息转发流程的第一阶段 -forwardingTargetForSelector: 失败后，进入第二阶段，即方法签名获取阶段 -methodSignatureForSelector:。在此方法中，需要返回一个合适的 NSMethodSignature 对象。若返回了有效的方法签名，运行时系统会继续调用 -forwardInvocation: 方法进行最终的消息转发，-forwardInvocation: 方法会根据这个方法签名来构建 NSInvocation 对象，进而调用备用的处理逻辑。

通过方法签名提供动态实现依据的方式

1. 确定方法参数和返回值类型：方法签名明确了动态实现方法应接收的参数类型和返回值类型。例如，通过 NSMethodSignature 的 numberOfArguments 方法可以获取参数数量，通过 getArgumentTypeAtIndex: 方法可以获取每个参数的类型编码，通过 returnType 方法可以获取返回值的类型编码。开发者根据这些信息编写动态实现方法时，就能确保参数和返回值与原消息的期望一致。
2. 构建调用逻辑：基于方法签名创建 NSInvocation 对象，NSInvocation 可以根据方法签名设置和传递参数，并获取返回值。在动态方法解析中，将动态添加的方法实现作为 NSInvocation 的目标方法，利用方法签名构建正确的调用逻辑，从而实现对原本无法识别消息的动态处理。