runtime - 消息发送(objc_msgSend)

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在OC中，我们对方法的调用都会被转换成内部的消息发送执行对objc_msgSend方法的调用，掌握好消息发送，可以让我们在编程中更方便灵活。

首先来看下方法定义：

/**  定义:'为某个类对象发送消息，并且返回一个值'
    参数1: 消息接收的对象实例
    参数2: 要执行的方法
     ...: 一系列其他参数 */
id objc_msgSend(id self, SEL op, ...)

这里有官方文档的解释

我们创建一个MessageSendTest文件，在.m文件中定义四个方法用于测试：

// 无参数 无返回值
- (void)noArgumentsAndNoReturnValue
{
    NSLog(@"方法名：%s", __FUNCTION__);
}

// 带一个参数 无返回值
- (void)hasArguments:(NSString *)arg
{
    NSLog(@"方法名：%s, 参数：%@", __FUNCTION__, arg);
}

// 无参数 有返回值
- (NSString *)noArgumentsButReturnValue
{
    NSLog(@"方法名：%s, 返回值：%@", __FUNCTION__, @"不带参数，但是带有返回值");
    return @"不带参数，但是带有返回值";
}

// 带两个参数 有返回值
- (int)hasArguments:(NSString *)arg andReturnValue:(int)arg1
{
    NSLog(@"方法名：%s, 参数：%@, 返回值：%d", __FUNCTION__, arg, arg1);
    return arg1;
}

然后我们再定义一个测试方法：

+ (void)test
{
}

在测试方法里边，我们：

• 调用无参无返回值方法

    // 1、创建对象
    // 给'MessageSendTest'类发送消息，创建对象，这句话等同于 MessageSendTest *test = [MessageSendTest alloc];
    MessageSendTest *test = ((MessageSendTest * (*)(id,SEL)) objc_msgSend)((id)[MessageSendTest class], @selector(alloc));
  
    // 2、初始化对象
    // 给'test'对象发送消息进行初始化，这句话等同于 [test init];
    test = ((MessageSendTest *(*)(id,SEL))objc_msgSend)((id)test, @selector(init));
    NSLog(@"test:%@", test);
  
    // 3、调用无参无返回值方法
    ((void(*)(id,SEL))objc_msgSend)((id)test, @selector(noArgumentsAndNoReturnValue));

  从上边三行代码我们不难看出，每次给对象发送消息，objc_msgSend都至少要带有(id, SEL)两个参数，其中'1'和'2'里边返回值类型为MessageSendTest *类型，'3'里边返回值类型为void类型。这样我们就创建了一个MessageSendTest的对象，并且调用了noArgumentsAndNoReturnValue方法

  打印结果：(由打印结果可见，我们已经达到了预期目的)

    2016-07-04 15:59:46.543 ZFRuntime[1378:216191] test:<MessageSendTest: 0x7fafe0c733d0>
    2016-07-04 15:59:46.543 ZFRuntime[1378:216191] 方法名：-[MessageSendTest noArgumentsAndNoReturnValue]

• 调用带一个参数但无返回值的方法

    // 4、调用带一个参数但无返回值的方法
    ((void(*)(id,SEL,NSString *))objc_msgSend)((id)test, @selector(hasArguments:), @"带一参数但是没有返回值");

  相比于上边的方法，这里我们在 = 左边多了个NSString和@"带一参数但是没有返回值"，这就是我们要给这个方法传递的参数

  打印结果：(由打印结果可见，我们已经达到了预期目的)

    2016-07-04 16:10:24.800 ZFRuntime[1415:225374] 方法名：-[MessageSendTest hasArguments:], 参数：带一参数但是没有返回值

• 调用带返回值，但是不带参数的方法

    NSString *returnStr = ((NSString * (*) (id, SEL)objc_msgSend))((id)test, @selector(noArgumentsButReturnValue));
    NSLog(@"5. 返回值为：%@", reuturnStr);

  打印结果：(由打印结果可见，我们已经达到了预期目的)

    2016-07-04 16:13:53.764 ZFRuntime[1434:229571] 方法名：-[MessageSendTest noArgumentsButReturnValue], 返回值：不带参数，但是带有返回值
    2016-07-04 16:13:53.764 ZFRuntime[1434:229571] 5. 返回值为：不带参数，但是带有返回值

• 调用带参数带返回值的方法

    int returnInt = ((int *(id, SEL, NSString *, int))objc_msgSend)((id)test, @selector(hasArguments:andReturnValue:), @"参数1", 1024);
    NSLog(@"6. return value is %d", reuturnInt);

  打印结果：(由打印结果可见，我们已经达到了预期目的)

    2016-07-04 16:18:38.679 ZFRuntime[1455:234403] 方法名：-[MessageSendTest hasArguments:andReturnValue:], 参数：参数1, 返回值：1024
    2016-07-04 16:18:38.679 ZFRuntime[1455:234403] 6. return value is 1024

• 我们还可以给类动态地添加方法

    class_addMethod([test class], NSSelectorFromString(@"cStyleFunc"), (IMP)cStyleFunc, "i@:r^vr^v");
    int returnValue = ((int *(id, SEL, const void *, const void *))objc_msgSend)((id)test, NSSelectorFromString(@"cStyleFunc"), "参数1", "参数2");
    NSLog(@"7. 返回值:%d", returnValue);
  
    // 然后我们实现方法 `cStyleFunc`
    int cStyleFunc(id receiver, SEL sel, const void *arg1, const void *arg2)
    {
        NSLog(@"方法名：%s, 参数1：%@, 参数2：%@", __FUNCTION__, [NSString stringWithUTF8String:arg1], [NSString stringWithUTF8String:arg1]);
        return 1;
    }

  先来看下打印结果：

    2016-07-04 16:24:36.670 ZFRuntime[1477:241676] 方法名：cStyleFunc, 参数1：参数1, 参数2：参数1
    2016-07-04 16:24:36.670 ZFRuntime[1477:241676] 7. 返回值:1

  从打印来看，结果是正常的，那么我们再来分析下class_addMethod这个方法，对于这个API苹果是这样定义的

    /**
    *  定义：给定名称和实现，从而为类增加新的方法
    *  cls：要增加方法的那个类
    *  name：方法选择器
    *  imp：具体的实现函数
    *  types：一串描述方法参数的字符串
    */
    BOOL class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)

  对于上边这个方法，参数1、2和3我们都没有疑惑，可是第4个参数，让人看着云里雾里，完全不知道是什么东西，其实查看官方文档不难发现

  对于 "i@:r^vr^v"

    第1个字符：表示函数(方法)返回值类型，这里返回值类型是 `int` ，故为 `i`
    第2、3个字符：苹果解释是由于函数(方法)至少带有两个参数(self和_cmd)还记得之前的 (id,SEL) 么，所以第2、3个字符必须是 ‘@:’，其实我们当做固定写法就好了
    第4个字符之后的是什么呢？

  不要着急，我们在刚才的输出语句 NSLog(@"7. 返回值:%d", returnValue); 之后加一句打印：

    NSLog(@"%s", @encode(const void *));

  这个时候控制台输出了一句话：

    2016-07-04 16:44:32.300 ZFRuntime[1522:262609] r^v

  看到这里我们就明白了，r^v其实代表的是cStyleFunc函数第3、4个参数类型，当然对于不同情况，这里的r^v是不同的，具体其他情况可以参考苹果给出的解释

备注

在使用objc_msgSend方法编译时可能出现报错的情况，对应的解决办法如下：

本篇笔记部分参考自一下：

• objc_msgSend执行过程

• objc_msgSend 报错解决方案

• runtime objc_msgSend使用

• Objective-C 的动态提示和技巧