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尝试手写一个更好用的performSelector msgSend

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Awhisper edited this page Dec 31, 2015 · 4 revisions

###————这其实是一个NSInvocation练习作业

##引子

  • 工作中难免会遇到一些场景，开发的时候不想引入整个头文件，但是又想调用一些方法
  • 动态创建，动态调用看起来比较酷
  • 这种使用场景确实不常见，导入了头文件最省事，最直接，但是这种方式我觉得能搞出很多好玩的东西

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？

  • 有一个办法，所有cell都有个基类，基类统一所有UI赋值的接口，子类重载这些UI赋值，这样创建出来的对象强转成基类，调用基类的接口。这样只需要import一个基类头文件就够了
    • 这样要求子类的接口必须和基类完全一致
    • 如果子类设计很多样，赋值UI的元素更多，就会不太合理
  • 还有一个办法performSelector，恩说实话，我觉得很不好用
  • 会有人说用运行时Objc_msgSend，恩，这个靠谱，听起来也挺易用的
  • 老老实实引入各种头文件，别搞什么动态创建，动态调用的花样了

##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)aSelector withObject:(id)object;
- (id)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)object1 withObject:(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

  • 参数类型：我凑，不需要参数的接口用起来最直观，我也觉得还算好用，一旦需要参数，withObject：id是什么鬼？我传BOOL，传NSInteger怎么传啊？我包装成NSNumber对面能认识么？
  • 参数个数：为毛只能不带参数，1个参数，2个参数呢？我想调用的东西含参数特别多咋办啊？
  • 调用写法：每个参数还得用withObject来传，写出来一点都不酷

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

  • 先从runtime method cache里面查找selector，
  • 找不到再从 method list里查找，
  • 找到selector，获取具体实现的ImpC函数，
  • 调用Imp

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

Class cls = NSClassFromString(@"testClassA");
id<vk_msgSend> abc = [[cls alloc]init];
NSError *err;
NSString *return1 = [abc vk_callSelector:@selector(testfunction:withB:) error:&err,4,3.5f];
  • 它是一个NSObject的Category，只要你对强转成遵从<vk_msgSend>的id对象，就能直接调用
  • 它像performSelector一样输入SEL做参数执行，但是传参非常容易，基础类型，struct都支持，不需要withObject，不需要转成id，只需要像NSLog()一样，按顺序输入可变参数就好。
  • 有一个error指针可以用来返回错误信息，也可以填nil不传
  • 它支持类方法
  • SEL参数还可以改传字符串

所以他的定义是这样的

+ (id)vk_callSelector:(SEL)selector error:(NSError *__autoreleasing *)error,...;

+ (id)vk_callSelectorName:(NSString *)selName error:(NSError *__autoreleasing *)error,...;

- (id)vk_callSelector:(SEL)selector error:(NSError *__autoreleasing *)error,...;

- (id)vk_callSelectorName:(NSString *)selName error:(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*)selName error:(NSError*__autoreleasing*)error,...{
    SEL selector = NSSelectorFromString(selName);
    [self vk_callSelector:selector error: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

static NSArray *vk_targetBoxingArguments(va_list argList, Class cls, SEL selector, NSError *__autoreleasing *error)

然后在调用的时候

va_list argList;
va_start(argList, error);
SEL selector = NSSelectorFromString(selName);
NSArray *boxingAruments = vk_targetBoxingArguments(argList, [self class], 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

  • 从va_list里面一个一个的取出参数需要明确知道，每一个参数的类型，但是我们想做的是一个通用型的方法，这块就不能写死，可是从哪知道参数类型呢？ -- NSMethodSignature

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 = [cls instanceMethodSignatureForSelector:selector];
  • 有了NSMethodSignature我们就能按着循环去获取每个参数类型，从而读取va_list了。

for (int i = 2; i < [methodSignature numberOfArguments]; i++) {
    const char *argumentType = [methodSignature getArgumentTypeAtIndex: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。

取基础类型int,va_arg(argList, int)取值，包装成NSNumber

case ‘i’: {
	int value = va_arg(argList, int);
	[argumentsBoxingArray addObject:@(value)];
	break; 
}

取CGSize,va_arg(argList, CGSize)取值，包装成NSValue

  CGSize val = va_arg(argList, CGSize);
  NSValue* value = [NSValue valueWithCGSize:val];
  [argumentsBoxingArray addObject:value];
  break;

取id,va_arg(argList, id)，不包装，直接塞进去啦

id value = va_arg(argList, id);
if (value) {
	[argumentsBoxingArray addObject:value];
}else{
	[argumentsBoxingArray addObject:[vk_nilObject new]];
}
  • 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: Second argument to 'va_arg' is of promotable type 'float'; this va_arg has undefined behavior because arguments will be promoted to '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

  • 首先先要生成NSInvocation

Class cls = [target class];
NSMethodSignature *methodSignature = vk_getMethodSignature(cls, selector);
NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:methodSignature];
  • 设置target和SEL

[invocation setTarget:target];
[invocation setSelector:selector];
  • 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

这里只拿一种基础类型举例，具体可以看源码

case ‘i’: {
int value = [valObj intValue];
[invocation setArgument:&value atIndex:i];
break; 
}

[invocation setArgument:&value atIndex:i];的作用就是压入参数

  • 执行NSInvocation

[invocation invoke];
  • 取出返回值

如同压入参数一样，还是通过typeEncode来判断返回类型

const char *returnType = [methodSignature methodReturnType];

从invocation按类型取出返回值，返回

case 'i': {
	int returnValue;
	[invocation getReturnValue:&returnValue];
	return @(returnValue);
	break;
}

##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。。。

##持续扩展中

  • 目前还不支持block型的参数
  • 目前还不支持SEL型的参数
  • 目前还不支持id * 型的参数

应该好弄╮(╯_╰)╭，等有时间了扩展上去

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