面试题：Objective-C消息发送机制的基本流程

Question

请描述Objective-C中消息发送机制的基本流程，从代码中向对象发送消息开始，到最终执行相应方法结束，涉及哪些关键步骤？

Answer 1

1. 消息发送阶段：
   • 当代码中向对象发送消息，例如 [obj someMethod] 时，编译器首先将其转化为 objc_msgSend 函数调用。objc_msgSend 函数第一个参数是接收者对象（即 obj），第二个参数是方法选择器（@selector(someMethod)），后面跟着方法的参数。
   • 运行时系统首先在接收者对象的类的缓存（cache）中查找方法。缓存是一个哈希表，通过方法选择器作为键来快速查找对应的方法实现。如果在缓存中找到，则直接调用该方法实现，流程结束。
2. 动态方法解析阶段：
   • 如果在缓存中未找到方法，运行时系统会在类的方法列表（methodLists）中查找。方法列表存储了类中所有的实例方法（对于类方法，则在元类的方法列表中查找）。如果在方法列表中找到方法实现，则将其缓存起来，并调用该方法，流程结束。
   • 若在方法列表中也未找到，进入动态方法解析阶段。运行时会调用 + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel 方法（对于实例方法，类方法则调用 + (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel）。在这个方法中，开发者可以动态添加方法实现。如果成功添加并返回 YES，则重新进行消息发送流程；如果返回 NO，进入备用接收者阶段。
3. 备用接收者阶段：
   • 若动态方法解析未找到方法，运行时会调用 -(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector 方法，允许对象指定一个备用的对象来处理该消息。如果返回一个非 nil 的对象，运行时会向这个备用对象重新发送消息。若返回 nil，进入完整的消息转发阶段。
4. 完整的消息转发阶段：
   • 运行时会创建一个 NSInvocation 对象，它包含了原始的消息发送信息，如方法选择器、参数等。然后调用 -(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation 方法。在这个方法中，开发者可以手动指定如何处理这个消息，例如转发给其他对象等。如果没有处理，最终会调用 doesNotRecognizeSelector: 方法，抛出 NSInvalidArgumentException 异常，程序崩溃。