为什么Objective-C的消息转发要设计三个阶段？

我们知道，在Objective-C中如果给一个对象发送一条它无法处理的消息，就会进入下图描述的消息转发（Message Forwarding）流程，但是为什么要设计这么复杂的流程呢？

消息转发可以分为三个阶段，不同资料中每个阶段的名称不太一样，苹果的官方文档也没有明确指出这三个阶段，所以这里阶段的名称仅供参考。

下面我们就通过详细解读每个阶段来回答开篇提出的问题。

第一阶段：动态方法解析（Dynamic Method Resolution）

有些情况下，你希望能够为一个方法动态地提供实现。例如，Objective-C中可以将一个属性声明为@dynamic

@dynamic propertyName;
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这样你就告诉编译器，与这个属性相关联的setter和getter方法会被动态添加。编译器就不会自动为你创建setter和getter以及对应的成员变量（instance variable或叫Ivar）。

你可以通过实现方法 resolveInstanceMethod: 或 resolveClassMethod: 为指定的selector动态添加实现。

一个 Objective-C方法不过是一个C函数，这个函数最少有两个参数——self和_cmd。你可以通过class_addMethod函数把一个函数添加到一个类中。你需要提供类似下面的函数：

void dynamicMethodIMP(id self, SEL _cmd) {
    // implementation ....
}
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在消息转发的流程中，使用 resolveInstanceMethod: 动态地将一个函数添加为一个类的方法：

@implementation MyClass
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
    if (aSEL == @selector(resolveThisMethodDynamically)) {
          class_addMethod([self class], aSEL, (IMP) dynamicMethodIMP, "v@:");
          return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:aSEL];
}
@end
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class_addMethod 最后一个参数叫做types，是一个描述方法的参数类型的字符串。

v代表void，@代表对象或者说id类型，:代表方法选择器SEL。具体参见： Objective-C Runtime Programming Guide->Type Encodings

上面的 dynamicMethodIMP ，返回值是void，两个入参分别是id和SEL，所以描述这个方法的参数类型的字符串就是 "v@:"

这个阶段的意义是为一个类动态提供方法实现。严格来说，还没进入消息转发流程。 respondsToSelector: 和 instancesRespondToSelector: 也会调用 resolveInstanceMethod: 。也就是说，如果 resolveInstanceMethod: 返回了YES，那么 respondsToSelector: 和 instancesRespondToSelector: 都会返回YES。

在CoreData中，有些属性标记为 @dynamic ，这些属性的值背后是通过数据库来更新和获取的，并不需要一个成员变量。所以就会为这些属性的setter和getter方法实现 resolveInstanceMethod: ，返回YES，并通过数据库来设置或者获取该属性的值。

第二阶段：替换消息接收者（快速转发）

如果第一阶段 resolveInstanceMethod: 返回了NO，就会调用 forwardingTargetForSelector: 询问是否把消息转发给另一个对象。这相当于把 objc_msgSend 的第一个参数改为另一个对象，消息的接收者就改变了。

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    return someOtherObject;
}
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第三阶段：完全消息转发机制

如果第二阶段的 forwardingTargetForSelector: 返回了nil，这就进入了所谓完全消息转发的机制。

首先调用 methodSignatureForSelector: 为要转发的消息返回正确的签名：

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    if ([NSStringFromSelector(aSelector) isEqualToString:@"foo"]) {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
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返回了正确的签名后，就会调用 forwardInvocation: 将消息转发

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    NSLog(@"forwardInvocation");
    SomeOtherObject *someOtherObject = [SomeOtherObject new];
    if ([someOtherObject respondsToSelector:[anInvocation selector]]) {
        [anInvocation invokeWithTarget:someOtherObject];
    } else {
        [super forwardInvocation:anInvocation];
    }
}
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上面代码是将消息转发给其他对象，其实这与第二阶段中示例代码做的事情是一样的。区别就在于这个阶段会有一个 NSInvocation 对象。

NSInvocation是一个用来存储和转发消息的对象。它包含了一个Objective-C消息的所有元素：一个target，一个selector，参数和返回值。每个元素都可以被直接设置。

所以不同与第二阶段，在这个阶段你可以：

• 把消息存储，在你觉得合适的时机转发出去，或者不处理这个消息。
• 修改消息的target，selector，参数等
• 多次转发这个消息，转发给多个对象

显然在这个阶段，你可以对一个OC消息做更多的事情。

消息转发与多继承

一个对象通过消息转发来响应一条消息，“看起来像”继承了在其他类定义的方法实现，这就变相实现了多继承。

当然，也许多继承本身就不应该存在。你应该遵循“单一职责”、“高内聚，低耦合”等面向对象设计原则，合理设计类的功能。