前言
最近跟同事讨论了有关methodSignatureForSelector:的问题，大概如下：
- 一个ProtocolA声明了一个实例方法funcA，然后一个类ClassA声明实现这个ProtocolA，但是并没有实现方法funcA，对ClassA的实例调用
methodSignatureForSelector:@selector(funcA)能否返回正确的signature？
- 一个类ClassB，在@interface声明了实例方法funcB，但是没有实现funcB，对ClassB的实例调用
methodSignatureForSelector:@selector(funcB)，能否返回正确的signature？
写个Demo验证了下，结果非常有意思，不由得好奇起来，所以深入研究了下methodSignatureForSelector:的实现，然后自己模拟实现出来。
Github地址：TTGRemakeMethodSignatureForSelector
详细的研究过程如下：
写Demo验证问题
测试类TestClass和Protocol如下：
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| @protocol TestProtocol <NSObject>
- (void)protocolTestFunc1;
@end
@interface TestClass : NSObject <TestProtocol>
- (void)testFunc1;
@end
@implementation TestClass
@end
|
调用methodSignatureForSelector:获取protocolTestFunc1和testFunc1的methodSignature，protocolTestFunc1可以获取到，但是testFunc1就不行。
扩展到所有情况
分析整理下可能的情况：
对于一个类：
- 方法没有声明，也没有实现
- 方法有声明，但是没有实现
- 方法没有声明，但是有实现
- 实例方法和类方法都有上面1、2、3的情况
对于一个Protocol：
- 方法有声明，但是没有实现
- 实例方法和类方法
- required和optional方法
经过验证，发现：
- 对于类，只要@implementation里实现了方法，不管@interface是否有声明，都可以返回methodSignature
- 对于Protocol声明的方法，不管实例方法还是类方法，不管required还是optional的，都可以返回methodSignature
所以，有必要进一步研究methodSignatureForSelector:的实现。
从Runtime源码入手
methodSignatureForSelector:是NSObject的方法，所以想知道原理，第一步当然就是翻看Runtime的源码，看看有没有实现，最新的objc4-709源码，实现如下：
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- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
_objc_fatal("-[NSObject methodSignatureForSelector:] "
"not available without CoreFoundation");
}
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可见，Runtime源码是没有实现的，要到CoreFoundation里面找。
找CoreFoundation源码
接着Google CoreFoundation源码，找到https://opensource.apple.com/source/CF/CF-1153.18/，怎么都找不到有关methodSignatureForSelector:的实现，难道要就此打住？
反编译大法
既然找不到源码，那就只好祭出反编译大法，直接上汇编=。=
找到CoreFoundation动态库
CoreFoundation是在程序运行时链接上去的动态库，属于系统动态库的一部分，所以首先要找到CoreFoundation动态库的二进制代码文件，命令行：
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| sudo -i
find / -name CoreFoundation.framework
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搜到的结果很多，以iPhone模拟器的为例：
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| /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneSimulator.platform/Developer/SDKs/iPhoneSimulator.sdk/System/Library/Frameworks/CoreFoundation.framework
|
打开CoreFoundation.framework文件夹，CoreFoundation文件就是要反编译的文件。
Hopper Disassembler反编译
用Hopper Disassembler打开CoreFoundation文件，在Labels搜索methodSignatureForSelector:，就能找到对应的汇编实现代码，如下：
Hopper翻译的代码如下：
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| void * +[NSObject methodSignatureForSelector:](void * self, void * _cmd, void * arg2) {
rdi = self;
rbx = arg2;
if ((rbx != 0x0) && (___methodDescriptionForSelector(object_getClass(rdi), rbx) != 0x0)) {
rax = [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:rdx];
}
else {
rax = 0x0;
}
return rax;
}
|
可发现，关键在于___methodDescriptionForSelector:方法。
___methodDescriptionForSelector:方法的实现
进一步看___methodDescriptionForSelector:的实现。
汇编代码、Hopper翻译的代码都很长，循环也不见了，全是goto：
经过反复校对整理（排除Hopper的错误=。=），可以整理出主要的流程如下图所示：
根据流程，可以得出，___methodDescriptionForSelector:方法：
- 用
class_copyProtocolList、protocol_getMethodDescription方法，检查是否有对应的selector，不管是否实现
- 用
class_getInstanceMethod检查selector是否有implementation，注意，是implementation，跟是否声明了没有关系
所以，符合前面的结论。
模拟实现
流程都有了，不如更进一步，自己实现一个methodSignatureForSelector:方法出来～
模拟实现___methodDescriptionForSelector:
按照流程，实现代码如下：
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struct objc_method_description ttg_MethodDescription(Class class, SEL sel) {
struct objc_method_description description = (struct objc_method_description){NULL, NULL};
Class currentClass = class;
while (currentClass && description.name == NULL) {
unsigned int count = 0;
__unsafe_unretained Protocol **protocols = class_copyProtocolList(currentClass, &count);
for (unsigned int i = 0; i < count; i++) {
description = protocol_getMethodDescription(protocols[i], sel, YES, class_isMetaClass(currentClass) ^ 1);
if (description.name != NULL) {
break;
}
description = protocol_getMethodDescription(protocols[i], sel, NO, class_isMetaClass(currentClass) ^ 1);
if (description.name != NULL) {
break;
}
}
free(protocols);
if (description.name != NULL) {
return description;
}
currentClass = class_getSuperclass(currentClass);
}
Method method = class_getInstanceMethod(class, sel);
if (method) {
return *method_getDescription(method);
} else {
return (struct objc_method_description){NULL, NULL};
}
}
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- 用description记录迭代中的结果，只要找到就返回
- 用currentClass记录每次迭代的类class
- Protocol的@required和@optional方法都要检查
- 注意释放Protocol数组
- 最后才用
class_getInstanceMethod获取类本身的实现
模拟实现methodSignatureForSelector:
用Category给NSObject加两个方法：
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| @interface NSObject (TTGRemakeMethodSignatureForSelector)
- (NSMethodSignature *)ttg_methodSignatureForSelector:(SEL)sel;
+ (NSMethodSignature *)ttg_methodSignatureForSelector:(SEL)sel;
@end
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实现基本一样：
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| @implementation NSObject (TTGRemakeMethodSignatureForSelector)
- (NSMethodSignature *)ttg_methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
struct objc_method_description description = ttg_MethodDescription([self class], sel);
if (sel && description.types != NULL) {
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:description.types];
} else {
return nil;
}
}
+ (NSMethodSignature *)ttg_methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
struct objc_method_description description = ttg_MethodDescription(object_getClass(self), sel);
if (sel && description.types != NULL) {
return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:description.types];
} else {
return nil;
}
}
@end
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注意要获取正确的”class”：
- 对于对象实例，从
[obj class]、object_getClass(obj)结果一致，都是对象的类
- 对于类，要获取元类，也就是metaClass，只能用
object_getClass(class)
验证模拟实现
验证自己模拟实现的methodSignatureForSelector:和系统的是否一致：
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NSMethodSignature *signature1 = [test methodSignatureForSelector:@selector(testFunc1)];
NSMethodSignature *signature2 = [test ttg_methodSignatureForSelector:@selector(testFunc1)];
NSLog(@"signature1 == signature2: %d", [signature1 isEqual:signature2]);
NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:[test ttg_methodSignatureForSelector:@selector(testFunc1)]];
invocation.target = test;
invocation.selector = @selector(testFunc1);
[invocation invoke];
invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:[TestClass ttg_methodSignatureForSelector:@selector(staticTestFunc1)]];
invocation.target = [TestClass class];
invocation.selector = @selector(staticTestFunc1);
[invocation invoke];
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结果跟系统实现的行为一致，更多Case见Github的Demo。
总结
从两个小问题出发，到最后通过反编译、模拟实现，终于搞清楚了methodSignatureForSelector:的原理、流程、各种隐藏特性！哈哈～～过瘾～～
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