参考资料 1、罗朝辉 深入浅出 Cocoa 之消息 2、Objective-C 中的元类（meta class）是什么？ 3、小萝莉说crash
基本概念与原理 ##Class
1 typedef struct objc_class *Class;
objc_class的结构 Class 被定义为一个指向 objc_class的结构体指针，这个结构体表示每一个类的类结构。而 objc_class 在objc/objc_class.h中定义如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 struct objc_class { struct objc_class * isa; //类指针（类是元类的对象） struct objc_class * super_class; /*父类*/ const char *name; /*类名字*/ long version; /*版本信息*/ long info; /*类信息*/ long instance_size; /*实例大小*/ struct objc_ivar_list *ivars; /*实例参数链表*/ struct objc_method_list **methodLists; /*方法链表*/ struct objc_cache *cache; /*方法缓存*/ struct objc_protocol_list *protocols; /*协议链表*/ };
每个对象都有类。这是面向对象的基本概念，但是在Objective-C中，它对数据结构也一样。含有一个指针且该指针可以正确指向类的数据结构，都可以被视作为对象。
objc_msgSend对这个Class结构的应用： objc_msgSend方法含有两个必要的参数：receiver、方法名（即：selector），如：
1 ［receiver message］；将被转换为：objc_msgSend(receiver,selector);
objc_msgSend方法也能传message的参数，如：
1 objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, …);
objc_msgSend调用类方法：
1 BOOL isSuccess = ((BOOL(*)(id,SEL,int))objc_msgSend)(NSClassFromString(@"MyPointsManager"),NSSelectorFromString(@"addPointsIn:"),50);
objc_msgSend调用实例方法：
1 2 3 MyPointsManager *pointsManager = [MyPointsManager sharedInstance]; BOOL isEnabled = ((BOOL(*)(id,SEL))objc_msgSend)(pointsManager,NSSelectorFromString(@"isEnable")); NSLog(@"isEnabled %d",isEnabled);
objc_msgSend调用类方法跟实例方法的调用实现区别： 在oc里，+号函数和-号函数的区别： -(void)是实例方法，只有定义了这个类的实例，才能用实例调用这个方法。
1、实例方法调用： 每个对象都有一个指向所属类的指针isa。通过该指针，对象可以找到它所属的类，也就找到了其全部父类。当向一个对象发送消息时，objc_msgSend方法根据对象的isa指针找到对象的类，然后在类的调度表（dispatch table）中查找selector。如果无法找到selector，objc_msgSend通过指向父类的指针找到父类，并在父类的调度表（dispatch table）中查找selector，以此类推直到NSObject类。一旦查找到selector，objc_msgSend方法根据调度表的内存地址调用该实现。 通过这种方式，message与方法的真正实现在执行阶段才绑定。每个类都有一个独立的缓存，缓存包含有当前类自己的 selector以及继承自父类的selector。查找调度表（dispatch table）前，消息发送系统首先检查receiver对象的缓存。
2、类方法的调用： 从Class的结构可以看出，Class中也有一个isa指针，指向实现它的类，即元类（metaClass） 。Objective-C中的每个类都有和自己相关的元类，类方法就是放在元类的函数指针数组中。元类也是一个对象，那么元类又指向哪里呢？为了设计上的完整，所有的元类的isa指针都会指向一个根元类。元类的继承关系跟类的继承关系是一样的。
简单说就是：
objc_class结构里面的方法链表的Method结构 Method 在头文件 objc_class.h中定义如下：
1 2 3 4 5 6 typedef struct objc_method *Method; typedef struct objc_ method { SEL method_name; char *method_types; IMP method_imp; };
一个方法 Method，其包含一个方法选标 SEL – 表示该方法的名称，一个types – 表示该方法参数的类型，一个 IMP - 指向该方法的具体实现的函数指针
Method结构中SEL的含义 SEL在objc/objc.h中的定义为：
1 typedef struct objc_selector *SEL;
它是一个指向 objc_selector 指针，表示方法的名字/签名。
Method结构中的IMP 的含义 IMP在objc／objc.h中的定义为：
IMP 是一个函数指针，这个被指向的函数包含一个接收消息的对象id(self 指针), 调用方法的选标 SEL (方法名)，以及不定个数的方法参数，并返回一个id。也就是说 IMP 是消息最终调用的执行代码，是方法真正的实现代码 。我们可以像在Ｃ语言里面一样使用这个函数指针。
NSObject 类中的methodForSelector：方法就是这样一个获取指向方法实现IMP 的指针，methodForSelector：返回的指针和赋值的变量类型必须完全一致，包括方法的参数类型和返回值类型。
下面的例子展示了怎么使用指针来调用setFilled:的方法实现：
1 2 3 4 5 void (*setter)(id, SEL, BOOL); int i; setter = (void(*)(id, SEL, BOOL))[target methodForSelector:@selector(setFilled:)]; for (i = 0; i < 1000; i++) setter(targetList[i], @selector(setFilled:), YES);
查找IMP的过程 说objc_class结构的时候说过，objc_msgSend 会根据方法选标 SEL 在类结构的方法列表中查找方法实现IMP。这里头有一些文章，我们在前面的类结构中也看到有一个叫objc_cache *cache 的成员，这个缓存为提高效率而存在的。每个类都有一个独立的缓存，同时包括继承的方法和在该类中定义的方法。。
下面这段是苹果官方的运行时源码
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 static Method look_up_method(Class cls, SEL sel, BOOL withCache, BOOL withResolver) { Method meth = NULL; if (withCache) { meth = _cache_getMethod(cls, sel, &_objc_msgForward_internal); if (meth == (Method)1) { // Cache contains forward:: . Stop searching. return NULL; } } if (!meth) meth = _class_getMethod(cls, sel); if (!meth && withResolver) meth = _class_resolveMethod(cls, sel); return meth; }
看上面的源代码可以看出：
消息转发机制 对象在函数列表中找不到SEL或者找不到SEL对应的IMP实现的时候就会进入消息转发流程。流程如下：
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel 方法拦截消息 这个消息拦截的作用在于给个机会给本对象动态添加需要的selector。
Fish类：
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调用：
1 2 Fish *fish = [[Fish alloc] init]; [fish fishMethodNotExit];
程序不会崩溃并且输出：_fishMethodNotExit。找不到fishMethodNotExit的时候，系统调用了 resolveInstanceMethod，并且给找不到的SEL动态添加了IMP，使得调用_fishMethodNotExit这个函数。
resolveInstanceMethod:方法常常用来实现 @dynamic属性。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 id autoDictionaryGetter(id self,SEL _cmd); void autoDictionarySetter(id self, SEL _cmd, id value); + (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)selector{ NSString *selectorString = NSStringFromSelector(selector); if ( /* selector is from a @dynamic property */ ){ if ([selectorString hasPrefix:@"set"]){ class_method(self, selector, (IMP)autoDictionarySetter, "v@:@"); } else { class_addMethod(self, selector, (IMP)autoDictionaryGetter, "@@:" ); } return YES; } return [super resolveInstanceMethod:selector]; }
备援接收者 -(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector 没有在resolveInstanceMethod实现相关的动态添加，不管返回值是否为YES，消息都会来到快速转发forwardingTargetForSelector。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 #import <Foundation/Foundation.h> @interface Flower : NSObject -(void)fishMethodNotExit; @end @implementation Flower -(void)fishMethodNotExit{ NSLog(@"fishMethodNotExit in Flower"); } @end
去掉Fish类的resolveInstanceMethod，添加forwardingTargetForSelector的实现。
1 2 3 4 5 6 7 8 -(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{ Flower *flower = [[Flower alloc] init]; if ([flower respondsToSelector:aSelector]) { return flower; } return self; }
调用：
1 2 Fish *fish = [[Fish alloc] init]; [fish fishMethodNotExit];
输出：
1 fishMethodNotExit in Flower
注意： 我们无法操作经由这一步所转发的消息。若是想在发送给备援接收者之前先修改消息内容，那就得通过完整的消息转发机制来做了。
完整的消息转发 methodSignatureForSelector: forwardInvocation: 如果resolveInstanceMethod 和 forwardingTargetForSelector没有对消息进行处理，则来到标准转发。methodSignatureForSelector:的作用在于为另一个类实现的消息创建一个有效的方法签名，必须实现，并且返回不为空的methodSignature，否则会crash。forwardInvocation:将选择器转发给一个真正实现了该消息的对象。每一个对象都从NSObject类继承了forwardInvocation:方法，但在NSObject中，该方法只是简单的调用doesNotRecognizeSelector:，通过重写该方法你就可以利用forwardInvocation:将消息转发给其它对象。
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调用：
1 2 3 id someClass = [SomeClass new]; [someClass doSomething];//ForwardTest[1291:56187] doSomething was called on SomeClass [someClass doSomethingElse];// ForwardTest[1291:56187] doSomething was called on ForwardClass
NSInvocation介绍 在iOS中用Objective-C框架可以直接调用某个对象的消息方式有2种，（另外当然可以直接调用objc_msgSend）>2个的参数或者有返回值的处理，那就需要做些额外工作才能搞定。那么在这种情况下，我们就可以使用NSInvocation来进行这些相对复杂的操作。
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