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尝试手写一个更好用的performSelector/msgSend(详细修改版)
佚名 2016-01-16 19:20:36

本文是投稿文章，作者：唯敬

这其实是一个NSInvocation练习作业

GitHub源码 vk_msgSend

引子

一个群里聊天的时候聊到了一个场景，tableView内的cell有N种样式，在cellForRow的时候，通过NSClassFromString从字符串创建对象，然后挨个对Cell的UI赋值，接下来问题就来了。

实在不想import如此繁多cell.h头文件应该怎么办？

1.这样要求子类的接口必须和基类完全一致

2.如果子类设计很多样，赋值UI的元素更多，就会不太合理

聊聊performSelector

这里不是说performSelector中关于异步调用的那一部分，而是单说同步的：

-(id)performSelector:(SEL)aSelector;
-(id)performSelector:(SEL)aSelectorwithObject:(id)object;
-(id)performSelector:(SEL)aSelectorwithObject:(id)object1withObject:(id)object2;

这个是NSObject系统开放的performSelector同步接口，这个好用么？我以前觉得很不好用

就像我说的，以前我几乎只会去用performSelector调用无参数的函数，一旦有参数，我都不爱用performSelector

聊聊objc_msgSend

大家都知道OC的消息机制，函数调用其实都是发送消息，这个太多的地方有讲了，我就不多说了。

一个我们想要调用的函数

-(int)doSomething:(int)x{...}

在32位的时代，想要实现我要的效果，可以直接使用objc_msgSend

objc_msgSend(self,@selector(doSomething:),0);

但是一旦在64位设备上执行，就会产生崩溃，原因参见苹果Converting Your App to a 64-Bit Binary,中Take Care with Functions and Function Pointers，这一部分。

简单的说，64位下runtime调用和32位变化十分大，尤其是读取函数参数列表，进行传参这部分，所以苹果列出了一句话

Always Define Function Prototypes

Function Pointers Must Use the Correct Prototype

直接的调用C函数指针的时候必须先进行严格的类型匹配强转，不能直接使用Imp这个通用型的指针。

而objc_msgSend的内部实现也是一个这样的过程，objc_msgSend学习

所以在64位下，直接使用objc_msgSend一样会引起崩溃，必须进行一次强转

((void(*)(id,SEL,int))objc_msgSend)(self,@selector(doSomething:),0);

所以以前32位的时候objc_msgSend是我们最方便的做法，现在64位了，他已经不是那么方便了，毕竟使用起来还需要人自行手写这部分强转工作

本着程序员偷懒大法，这部分能不能也省略了？变得更方便一些？

设计我的callSelector的接口

我希望我设计的接口是这样的

Classcls=NSClassFromString(@"testClassA");
idabc=[[clsalloc]init];
NSError*err;
NSString*return1=[abcvk_callSelector:@selector(testfunction:withB:)error:&err,4,3.5f];

所以他的定义是这样的

+(id)vk_callSelector:(SEL)selectorerror:(NSError*__autoreleasing*)error,...;
+(id)vk_callSelectorName:(NSString*)selNameerror:(NSError*__autoreleasing*)error,...;
-(id)vk_callSelector:(SEL)selectorerror:(NSError*__autoreleasing*)error,...;
-(id)vk_callSelectorName:(NSString*)selNameerror:(NSError*__autoreleasing*)error,...;

实现这样的callSelector

可变参数接口透传的问题

既然接口设计的希望使用者怎么简单怎么来，使用者用可变参数的方式一字罗列所有参数，无需转id之类的。那我们也得按照可变参数去处理。

这里我遇到了一个问题，我一共设计4个接口，这4个接口其实大同小异，核心逻辑是一样的，所以我肯定是用一个公共的方法进行处理，但是，可变参函数怎么透传呢？

-(id)vk_callSelectorName:(NSString*)selNameerror:(NSError*__autoreleasing*)error,...{
SELselector=NSSelectorFromString(selName);
[selfvk_callSelector:selectorerror:error,...];
}

我希望这样就能搞定，把…原封不动的塞到下面那个函数，可是xcode不认呐亲╮(╯_╰)╭

后来公司讨论组里有位大神给出了建议，直接把va_list当做公共函数的参数，进行透传

设计公共方法的接口声明为，第一个参数就是va_list

staticNSArray*vk_targetBoxingArguments(va_listargList,Classcls,SELselector,NSError*__autoreleasing*error)

然后在调用的时候

va_listargList;
va_start(argList,error);
SELselector=NSSelectorFromString(selName);
NSArray*boxingAruments=vk_targetBoxingArguments(argList,[selfclass],selector,error);
va_end(argList);

用va_start获取va_list然后就可以一层层的透传给公共方法进行处理了。

参数包装

虽然输入接口可以支持任意的类型，基础类型，struct，id，但是我内部实现的时候，还是把它们统一转换成了id，方便后续传递处理，这个步骤就是包装一下所有传进来的参数,也就是上面提到的vk_targetBoxingArguments

这个包装的过程涉及到va_list的取值过程va_arg了，这里我也踩了个大坑。容我细细道来

NSMethodSignature我理解他其实就是SEL的typeEncode的对象封装，分别记录了这个SEL的返回值类型和各个参数类型

我们有调用对象，就能获取到对象的Class，我们有SEL，就能获取到NSMethodSignature

methodSignature=[clsinstanceMethodSignatureForSelector:selector];
for(inti=2;i<[methodSignaturenumberOfArguments];i++){
constchar*argumentType=[methodSignaturegetArgumentTypeAtIndex:i];
switch(argumentType[0]=='r'?argumentType[1]:argumentType[0]){
//抽取参数
}

NSMethodSignature中前两个分别代表返回值和reciever，我们在抽取参数，所以直接从[2]下标开始取值，剩下的就是一个根据typeEcode，从va_list取值，然后包装成id，塞入数组的过程了，具体到每一种类型的case，可以参见源码。

1）取基础类型int,va_arg(argList, int)取值，包装成NSNumber（只举一个例子，其他见源码）

intvalue=va_arg(argList,int);
[argumentsBoxingArrayaddObject:@(value)];
break;

2）取CGSize,va_arg(argList, CGSize)取值，包装成NSValue（只举一个例子，其他见源码）

CGSizeval=va_arg(argList,CGSize);
NSValue*value=[NSValuevalueWithCGSize:val];
[argumentsBoxingArrayaddObject:value];
break;

3）取id,va_arg(argList, id)，不包装，直接塞进去啦

这里要注意，如果传入的参数为nil，需要特殊处理一下，nil无法放入数组，所以我创建了一个vk_nilObject对象，来表明这个位置传进来nil了

idvalue=va_arg(argList,id);
if(value){
[argumentsBoxingArrayaddObject:value];
}else{
[argumentsBoxingArrayaddObject:[vk_nilObjectnew]];
}

4）取SEL,va_arg(argList,SEL),处理成string

因为SEL本身的意义就是一个函数的名字类似string一样的键值，是用来查找函数用的，所以当成字符串处理啦

SELvalue=va_arg(argList,SEL);
NSString*selValueName=NSStringFromSelector(value);
[argumentsBoxingArrayaddObject:selValueName];

5）取block，其实block就是id，所以和id的处理一模一样

//同id

6）取id*，va_arg(argList, void**)

这里需要注意一下，因为我取出来的是一个pointer，是不能直接放入数组里的，所以我创建了一个vk_pointer对象，持有一个void*属性，然后就可以塞进数组了

void*value=va_arg(argList,void**);
vk_pointer*pointerObj=[[vk_pointeralloc]init];
pointerObj.pointer=value;
[argumentsBoxingArrayaddObject:pointerObj];

遇到了一个va_arg()的坑

我在调试中，发现当我对typeEncode的f取参数的时候

va_arg(argList,float)

xcode报了个warning

/Users/Awhisper/Desktop/GitHub/vk_msgSend/vk_msgSend/NSObject+vk_msgSend.m:280:49:Secondargumentto'va_arg'isofpromotabletype'float';thisva_arghasundefinedbehaviorbecauseargumentswillbepromotedto'double'

一开始我看到warning没管，就继续编码去了，结果运行的时候,参数里含有float，发现了大问题

正如warning所说，此处编译器是按着double实现的，但是我用va_arg()取的时候按着float取，就直接导致我取出来的float值不对，是0，（一个比较小的double值取了前面几位自然都是0）

而float后面那个参数，id用va_arg(argList, id)取的时候直接崩溃，（指针已经乱了，从double的中间开始，按着id的长度取id，直接崩溃）

老老实实的修掉warning，改成用va_arg(argList, double)处理f,一切正常。

实现调用：NSInvocation

我们现在已经拿到了包装好的参数数组NSArray，可以开始调用函数了，使用NSInvocation

1.首先先要生成NSInvocation

Classcls=[targetclass];
NSMethodSignature*methodSignature=vk_getMethodSignature(cls,selector);
NSInvocation*invocation=[NSInvocationinvocationWithMethodSignature:methodSignature];

2.设置target和SEL

[invocationsetTarget:target];
[invocationsetSelector:selector];

3.循环压入参数

具体过程和Boxing一样，遍历methodSignature，按着typeEncode来从数组中取出id类型的参数，还原参数，压入invocation。

遍历的时候肯定是根据每个参数的typeEncode，去switch处理不同类型

for(inti=2;i<[methodSignaturenumberOfArguments];i++){
constchar*argumentType=[methodSignaturegetArgumentTypeAtIndex:i];
idvalObj=argsArr[i-2];
switch(argumentType[0]=='r'?argumentType[1]:argumentType[0]){
//switchcase
}
}

这里我会详细分类别举例如何压入各种不同类型的参数，从[2]下表开始的原因和前边一致

[invocationsetArgument:&valueatIndex:i];`的作用就是压入参数

1）int等基础类型参数，对应上文的参数包装（只举一个例子，其他见源码）

intvalue=[valObjintValue];
[invocationsetArgument:&valueatIndex:i];
break;

2）CGSize基础结构体参数，对应上文参数包装（只举一个例子，其他见源码）

CGSizevalue=[valCGSizeValue];
[invocationsetArgument:&valueatIndex:i];

3）id参数，对应上文参数包装

上文提到如果传入的id为nil，被上文包装成了vk_nilObject对象扔进数组的，所以这里要针对这个处理一下

不是vk_nilObject的照常处理

是vk_nilObject,证明这个位置的参数传入方为空，所以我准备了一个空指针

staticvk_nilObject*vknilPointer=nil;

把这个空指针传进去

if([valObjisKindOfClass:[vk_nilObjectclass]]){
[invocationsetArgument:&vknilPointeratIndex:i];
}else{
[invocationsetArgument:&valObjatIndex:i];
}

4）SEL参数，对应上文包装

上文提到，SEL被直接转成了string，所以我们这里要还原成SEL，然后直接压入参数

NSString*selName=valObj;
SELselValue=NSSelectorFromString(selName);
[invocationsetArgument:&selValueatIndex:i];

5）block参数，对应上文包装

上文提到block和id是一回事

//同id

6）id*的处理，对应上文包装，这里极其恶心，我会专门写一篇详细说一下，这里只写个大概吧

上文已经把void*包装成了 vk_pointer，所以我们取出vk* 然后压入参数

vk_pointer*value=valObj;
void*pointer=value.pointer;
[invocationsetArgument:&pointeratIndex:i];

你以为这样就可以了么？你太天真了

如果断点调试，整个call_selector的过程完全走完都不会有事，但是一旦放开断点，彻底走完就崩溃。

为啥呢？因为在使用invocation的时候 invoke的过程中，如果对象在invoke内被创建初始化了，invoke结束后，在下一个autorelease的时间点就会产生zombie的crash，send release to a dealloc object

为什么会这样，简单的说下我的理解不细说吧，invoke和直接函数调用不太一样，如果发生了alloc对象，那么这个对象系统会额外多一次autorelease，所以，不会立刻崩溃，但当autoreleasepool释放的时候，就会发生过度release。

给几个LINK有兴趣大家可以深入探讨一下：栈溢出1,栈溢出2

看一下我的解决办法

vk_pointer*value=valObj;
void*pointer=value.pointer;
idobj=*((__unsafe_unretainedid*)pointer);
if(!obj){
if(argumentType[1]=='@'){
if(!_vkNilPointerTempMemoryPool){
_vkNilPointerTempMemoryPool=[[NSMutableDictionaryalloc]init];
}
if(!_markArray){
_markArray=[[NSMutableArrayalloc]init];
}
[_markArrayaddObject:valObj];
}
}
[invocationsetArgument:&pointeratIndex:i];

我会先判断一下 void*指向的对象是否存在，如果传入的是一个已经alloc init 好了的 mutableArray之类的对象，我会直接压入参数，因为invoke过程内，只是往mutableArray里面执行操作，并没有在void*指针处重新new的操作的话，是安全的不会崩溃的。

如果void*指向的对象不存在，相当于我传入了一个 NSError*，等着由invoke内部去创建，这样外面可以捕获，这种使用场景，就会导致crash，是因为过度release，那我的思路就是先把他持有一下。。。因为多了个release，那我再arc下不能强制retain，那我就add到一个字典里，让他被arc retain一下。

if([_markArraycount]>0){
for(vk_pointer*pointerObjin_markArray){
void*pointer=pointerObj.pointer;
idobj=*((__unsafe_unretainedid*)pointer);
if(obj){
@synchronized(_vkNilPointerTempMemoryPool){
[_vkNilPointerTempMemoryPoolsetObject:objforKey:[NSNumbernumberWithInteger:[(NSObject*)objhash]]];
}
}
}
}

这段代码放在[invocation invoke]之后，因为只有执行之后我们才知道void*指向的位置是否创建了新对象，判断obj是否存在，如果存在则向一个全局的static字典_vkNilPointerTempMemoryPool写入这个对象。

有人有更好的办法不？我想不到了，也求建议。

4.执行NSInvocation

[invocationinvoke];

注意上文提到的invoke后处理一下 id* 的内存问题

5.取出返回值 具体可以看下一篇 NSInvocation内存处理

如同压入参数一样，还是通过typeEncode来判断返回类型

constchar*returnType=[methodSignaturemethodReturnType];

从invocation按类型取出返回值，返回

1）int 等基础类型，注意我包装成了NSNumber* 返回的，后文有讲（只举一个例子，其他见源码）

intreturnValue;
[invocationgetReturnValue:&returnValue];
return@(returnValue);
break;

2）CGSize等基础类型，注意我包装成了NSValue* 返回的，后文有讲（只举一个例子，其他见源码）

CGSizeresult;
[invocationgetReturnValue:&result];
NSValue*returnValue=[NSValuevalueWithBytes:&(result)objCType:@encode(CGSize)];\
returnreturnValue;

3）id类型，这里面也有个坑。我是这么做的

void*result;
[invocationgetReturnValue:&result];
if(result==NULL){
returnnil;
}
idreturnValue;
returnValue=(__bridgeid)result;
returnreturnValue;

为什么这么做，是因为getReturnValue只是拷贝返回值到指定的地址，你现在返回的是一个id，是一个指针，那么实际对象会在函数runloop结束后自动释放的，原因很类似之前的id*参数问题，但是这里是返回值。

一个详细介绍这一块的博客

还有一点瑕疵

注意我的返回值被强迫指定成了id，也就是说，如果原函数返回的是NSInteger，我会返回一个NSNumber。

为什么会这样？我搞不定如何在声明函数的时候，用一个兼容基础和id，所有类型的符号来定义函数。。

参数之所以可以兼容id与基础类型，是因为我用可变参数…绕过去了。。

但是返回值我就搞不定了，有人说用void *但我的初衷是希望使用者直接拿到最终的值，目前的困难不是如何把值传出去。而是传出去一个使用者不需要手动转换的最终结果。

用void *这么看和用id 其实也差不多，使用者拿到后都得转一下。

感谢

感谢bang哥，好多invocation的使用都是学习bang哥的JSPatch里面，拆解+学习

感谢彩虹，各种疑难杂症帮我一起动脑解决

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