OC底层原理探索文档汇总

介绍

NSProxy本质上是一个定义了消息转发功能的抽象类。

NSProxy提供了消息转发功能
NSProxy 和 NSObject是同级的一个类，不继承自NSObject
实现了NSObject的协议

NSProxy的API

//遵守NSObject协议
@interface NSProxy <NSObject> {
    __ptrauth_objc_isa_pointer Class    isa;
}

//构造
+ (id)alloc;
+ (id)allocWithZone:(nullable NSZone *)zone NS_AUTOMATED_REFCOUNT_UNAVAILABLE;
+ (Class)class;

//消息转发
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation;
//方法签名
- (nullable NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel NS_SWIFT_UNAVAILABLE("NSInvocation and related APIs not available");
- (void)dealloc;
- (void)finalize;
//类的描述信息
@property (readonly, copy) NSString *description;
//类的描述信息
@property (readonly, copy) NSString *debugDescription;
+ (BOOL)respondsToSelector:(SEL)aSelector;

- (BOOL)allowsWeakReference API_UNAVAILABLE(macos, ios, watchos, tvos);
- (BOOL)retainWeakReference API_UNAVAILABLE(macos, ios, watchos, tvos);
复制代码

说明：

从类的定义中可以看到只提供了消息转发和方法签名两个方法实现，用来进行消息转发
还有遵守了NSObject协议，可以做一些类的基础操作

作用

消息转发： NSProxy提供了消息转发的方法，可以进行消息转发
代理： 通过虚基类中的消息转发的实现，可以代理其他的对象去实现某些功能。
模拟多继承： 一个继承自虚基类的类可以通过代理不同的对象，而同时实现他们各自的方法，就表现为多继承
模拟多态： 一个继承自虚基类的类可以通过代理不同的对象，实现他们相同的方法可以表现不同的状态即为多态。

使用

定义一个代理类WYProxy

涉及到签名和消息转发的方法的详细认识可以查看博客OC Runtime官方指导文档翻译阅读中关于消息转发的部分

@interface WYProxy ()
@property(nonatomic, weak, readonly) NSObject *objc;
@end

@implementation WYProxy

//代理转换为真实对象，可以看到其实只是一个属性的赋值
- (id)transformObjc:(NSObject *)objc{
   _objc = objc;
    return self;
}

//代理传入的对象
+ (instancetype)proxyWithObjc:(id)objc{
    return  [[self alloc] transformObjc:objc];
}


//返回方法签名
/*
 这里返回的就是需要转发的方法的方法签名
 因为需要转发给其他对象，所以就要返回这个对象的该方法的方法签名
 */
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel{
    NSMethodSignature *signature;
    if (self.objc) {
        signature = [self.objc methodSignatureForSelector:sel];
    }else{
        signature = [super methodSignatureForSelector:sel];
    }
    return signature;
}

//消息转发
//很简单，就是将消息转发给当前虚拟类代理的对象
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation{
    SEL sel = [invocation selector];
    if ([self.objc respondsToSelector:sel]) {
        [invocation invokeWithTarget:self.objc];
    }
}
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说明：

其实就做了两件事，一个是将需要代理的对象保存到代理的一个属性中
接下来就是进行消息转发的设置，都转发给objc中

定义两个待代理的类WYPerson和WYStudent

WYPerson：

@interface WYPerson : NSObject
- (void)eat;
@end

@implementation WYPerson
- (void)eat{
    NSLog(@"%s",__func__);
}
@end
复制代码

WYStudent：

@interface WYStudent : NSObject
- (void)eat;
@end

@implementation WYStudent

- (void)eat{
    NSLog(@"%s",__func__);
}
@end
复制代码

通过代理实现消息转发

/*
 通过WYProxy代理WYStudent和WYPerson
 */

/*
 先将需要代理的对象作为属性存储到WYProxy中，之后proxy在调用方法时，会主动进行方法转发，转发给这个对象
 */

- (void)proxyTest {
    WYPerson *person = [WYPerson alloc];
    WYStudent *student = [WYStudent alloc];
    WYProxy *proxy = [WYProxy alloc];
    
    //代理person
    [proxy transformObjc:person];
    [proxy performSelector:@selector(eat)];
    
    //代理student
    [proxy transformObjc:student];
    [proxy performSelector:@selector(eat)]; 
}
复制代码

打印结果：

2021-11-08 22:02:27.349681+0800 NSProxy虚拟类[12540:129438] -[WYPerson eat]
2021-11-08 22:02:27.349792+0800 NSProxy虚拟类[12540:129438] -[WYStudent eat]
复制代码

说明：

可以看到我们首先将需要代理的对象添加进入作为自己的属性

之后在调用方法时，proxy对象的内部会将其都转发给需要代理的对象来实现

并且由此我们也看到proxy调用同一种方法但是其表现不一样，实现了多态的特性。

而且proxy既可以实现WYPerson类的方法，也可以实现WYStudent方法，具有了多继承的效果

几个问题

可以用NSObject实现吗，消息转发任何的类都可以实现，为什么需要使用NSProxy来实现？

NSObject类以及其子类重写方法签名方法和消息转发方法，并不会直接进行消息转发，而是会走一遍消息发送流程，如果消息发送失败，才会进行消息转发来通知消息接受者。所以会多做了很多的工作。所以使用NSProxy可以更高效的进行消息转发。

消息发送流程详情可以看：03-OC方法调用的底层分析，可以看到过程很复杂，平白消耗性能

工作中什么场景下可以用？

多继承
面向切面编程（多态）
解决循环引用（因为是消息转发来调用的，而不是直接调用，所以没有强引用）

NSproxy虚基类实现代理和多继承以及多态

介绍