本文是投稿文章，作者：唯敬

這其實是一個NSInvocation練習作業

GitHub源碼 vk_msgSend

引子

• 工作中難免會遇到一些場景，開發的時候不想引入整個頭文件，但是又想調用一些方法

• 動態創建，動態調用看起來比較酷

• 這種使用場景確實不常見，導入了頭文件最省事，最直接，但是這種方式我覺得能搞出很多好玩的東西

一個群裡聊天的時候聊到了一個場景，tableView內的cell有N種樣式，在cellForRow的時候，通過NSClassFromString從字符串創建對象，然後挨個對Cell的UI賦值，接下來問題就來了。

實在不想import如此繁多cell.h頭文件應該怎麼辦？

• 有一個辦法，所有cell都有個基類，基類統一所有UI賦值的接口，子類重載這些UI賦值，這樣創建出來的對象強轉成基類，調用基類的接口。這樣只需要import一個基類頭文件就夠了

   1.這樣要求子類的接口必須和基類完全一致

   2.如果子類設計很多樣，賦值UI的元素更多，就會不太合理

• 還有一個辦法performSelector，恩說實話，我覺得很不好用

• 會有人說用運行時Objc_msgSend，恩，這個靠譜，聽起來也挺易用的

• 老老實實引入各種頭文件，別搞什麼動態創建，動態調用的花樣了

聊聊performSelector

這裡不是說performSelector中關於異步調用的那一部分，而是單說同步的：

- (id)performSelector:(SEL)aSelector;
- (id)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)object;
- (id)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)object1 withObject:(id)object2;

這個是NSObject系統開放的performSelector同步接口，這個好用麼？我以前覺得很不好用

• 參數類型：我湊，不需要參數的接口用起來最直觀，我也覺得還算好用，一旦需要參數，withObject：id是什麼鬼？我傳BOOL，傳NSInteger怎麼傳啊？我包裝成NSNumber對面能認識麼？

• 參數個數：為毛只能不帶參數，1個參數，2個參數呢？我想調用的東西含參數特別多咋辦啊？

• 調用寫法：每個參數還得用withObject來傳，寫出來一點都不酷

就像我說的，以前我幾乎只會去用performSelector調用無參數的函數，一旦有參數，我都不愛用performSelector

聊聊objc_msgSend

大家都知道OC的消息機制，函數調用其實都是發送消息，這個太多的地方有講了，我就不多說了。

一個我們想要調用的函數

- (int) doSomething:(int) x { ... }

在32位的時代，想要實現我要的效果，可以直接使用objc_msgSend

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

但是一旦在64位設備上執行，就會產生崩潰，原因參見蘋果Converting Your App to a 64-Bit Binary,中Take Care with Functions and Function Pointers，這一部分。

簡單的說，64位下runtime調用和32位變化十分大，尤其是讀取函數參數列表，進行傳參這部分，所以蘋果列出了一句話

Always Define Function Prototypes

Function Pointers Must Use the Correct Prototype

直接的調用C函數指針的時候必須先進行嚴格的類型匹配強轉，不能直接使用Imp這個通用型的指針。

而objc_msgSend的內部實現也是一個這樣的過程，objc_msgSend學習

• 先從runtime method cache裡面查找selector，

• 找不到再從 method list裡查找，

• 找到selector，獲取具體實現的ImpC函數，

• 調用Imp

所以在64位下，直接使用objc_msgSend一樣會引起崩潰，必須進行一次強轉

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

所以以前32位的時候objc_msgSend是我們最方便的做法，現在64位了，他已經不是那麼方便了，畢竟使用起來還需要人自行手寫這部分強轉工作

本著程序員偷懶大法，這部分能不能也省略了？變得更方便一些？

設計我的callSelector的接口

我希望我設計的接口是這樣的

Class cls = NSClassFromString(@"testClassA");
idabc = [[cls alloc]init];
NSError *err;
NSString *return1 = [abc vk_callSelector:@selector(testfunction:withB:) error:&err,4,3.5f];

• 它是一個NSObject的Category，只要你對強轉成遵從的id對象，就能直接調用

• 它像performSelector一樣輸入SEL做參數執行，但是傳參非常容易，基礎類型，struct都支持，不需要withObject，不需要轉成id，只需要像NSLog()一樣，按順序輸入可變參數就好。

• 有一個error指針可以用來返回錯誤信息，也可以填nil不傳

• 它支持類方法

• SEL參數還可以改傳字符串

所以他的定義是這樣的

+ (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,...;

實現這樣的callSelector

可變參數接口透傳的問題

既然接口設計的希望使用者怎麼簡單怎麼來，使用者用可變參數的方式一字羅列所有參數，無需轉id之類的。那我們也得按照可變參數去處理。

這裡我遇到了一個問題，我一共設計4個接口，這4個接口其實大同小異，核心邏輯是一樣的，所以我肯定是用一個公共的方法進行處理，但是，可變參函數怎麼透傳呢？

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

我希望這樣就能搞定，把...原封不動的塞到下面那個函數，可是xcode不認吶親╮(╯_╰)╭

後來公司討論組裡有位大神給出了建議，直接把va_list當做公共函數的參數，進行透傳

設計公共方法的接口聲明為，第一個參數就是va_list

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

然後在調用的時候

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獲取va_list然後就可以一層層的透傳給公共方法進行處理了。

參數包裝

雖然輸入接口可以支持任意的類型，基礎類型，struct，id，但是我內部實現的時候，還是把它們統一轉換成了id，方便後續傳遞處理，這個步驟就是包裝一下所有傳進來的參數,也就是上面提到的vk_targetBoxingArguments

這個包裝的過程涉及到va_list的取值過程va_arg了，這裡我也踩了個大坑。容我細細道來

• 從va_list裡面一個一個的取出參數需要明確知道，每一個參數的類型，但是我們想做的是一個通用型的方法，這塊就不能寫死，可是從哪知道參數類型呢？ -- NSMethodSignature

NSMethodSignature我理解他其實就是SEL的typeEncode的對象封裝，分別記錄了這個SEL的返回值類型和各個參數類型

我們有調用對象，就能獲取到對象的Class，我們有SEL，就能獲取到NSMethodSignature

methodSignature = [cls instanceMethodSignatureForSelector:selector];

• 有了NSMethodSignature我們就能按著循環去獲取每個參數類型，從而讀取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]) {
        //抽取參數
    }

NSMethodSignature中前兩個分別代表返回值和reciever，我們在抽取參數，所以直接從[2]下標開始取值，剩下的就是一個根據typeEcode，從va_list取值，然後包裝成id，塞入數組的過程了，具體到每一種類型的case，可以參見源碼。

1）取基礎類型int,va_arg(argList, int)取值，包裝成NSNumber（只舉一個例子，其他見源碼）

int value = va_arg(argList, int);
[argumentsBoxingArray addObject:@(value)];
break;

2）取CGSize,va_arg(argList, CGSize)取值，包裝成NSValue（只舉一個例子，其他見源碼）

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

3）取id,va_arg(argList, id)，不包裝，直接塞進去啦

這裡要注意，如果傳入的參數為nil，需要特殊處理一下，nil無法放入數組，所以我創建了一個vk_nilObject對象，來表明這個位置傳進來nil了

id value = va_arg(argList, id);
if (value) {
    [argumentsBoxingArray addObject:value];
}else{
    [argumentsBoxingArray addObject:[vk_nilObject new]];
}

4）取SEL,va_arg(argList,SEL),處理成string

因為SEL本身的意義就是一個函數的名字類似string一樣的鍵值，是用來查找函數用的，所以當成字符串處理啦

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

5）取block，其實block就是id，所以和id的處理一模一樣

//同id

6）取id*，va_arg(argList, void**)

這裡需要注意一下，因為我取出來的是一個pointer，是不能直接放入數組裡的，所以我創建了一個vk_pointer對象，持有一個void*屬性，然後就可以塞進數組了

void *value = va_arg(argList, void**);
vk_pointer *pointerObj = [[vk_pointer alloc]init];
pointerObj.pointer = value;
[argumentsBoxingArray addObject:pointerObj];

遇到了一個va_arg()的坑

我在調試中，發現當我對typeEncode的f取參數的時候

va_arg(argList, float)

xcode報了個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'

一開始我看到warning沒管，就繼續編碼去了，結果運行的時候,參數裡含有float，發現了大問題

正如warning所說，此處編譯器是按著double實現的，但是我用va_arg()取的時候按著float取，就直接導致我取出來的float值不對，是0，（一個比較小的double值取了前面幾位自然都是0）

而float後面那個參數，id用va_arg(argList, id)取的時候直接崩潰，（指針已經亂了，從double的中間開始，按著id的長度取id，直接崩潰）

老老實實的修掉warning，改成用va_arg(argList, double)處理f,一切正常。

實現調用：NSInvocation

我們現在已經拿到了包裝好的參數數組NSArray，可以開始調用函數了，使用NSInvocation

1.首先先要生成NSInvocation

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

2.設置target和SEL

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

3.循環壓入參數

具體過程和Boxing一樣，遍歷methodSignature，按著typeEncode來從數組中取出id類型的參數，還原參數，壓入invocation。

遍歷的時候肯定是根據每個參數的typeEncode，去switch處理不同類型

for (int i = 2; i< [methodSignature numberOfArguments]; i++) {
    const char *argumentType = [methodSignature getArgumentTypeAtIndex:i];
    id valObj = argsArr[i-2];
    switch (argumentType[0]=='r'?argumentType[1]:argumentType[0]) {
        //switch case
    }
}

這裡我會詳細分類別舉例如何壓入各種不同類型的參數，從[2]下表開始的原因和前邊一致

[invocation setArgument:&value atIndex:i];`的作用就是壓入參數

1）int等基礎類型參數，對應上文的參數包裝（只舉一個例子，其他見源碼）

int value = [valObj intValue];
[invocation setArgument:&value atIndex:i];
break;

2）CGSize基礎結構體參數，對應上文參數包裝（只舉一個例子，其他見源碼）

CGSize value = [val CGSizeValue];  
[invocation setArgument:&value atIndex:i];

3）id參數，對應上文參數包裝

上文提到如果傳入的id為nil，被上文包裝成了vk_nilObject對象扔進數組的，所以這裡要針對這個處理一下

不是vk_nilObject的照常處理

是vk_nilObject,證明這個位置的參數傳入方為空，所以我准備了一個空指針

static vk_nilObject *vknilPointer = nil;

把這個空指針傳進去

if ([valObj isKindOfClass:[vk_nilObject class]]) {
    [invocation setArgument:&vknilPointer atIndex:i];
}else{
    [invocation setArgument:&valObj atIndex:i];
}

4）SEL參數，對應上文包裝

上文提到，SEL被直接轉成了string，所以我們這裡要還原成SEL，然後直接壓入參數

NSString *selName = valObj;
SEL selValue = NSSelectorFromString(selName);
[invocation setArgument:&selValue atIndex:i];

5）block參數，對應上文包裝

上文提到block和id是一回事

//同id

6）id*的處理，對應上文包裝，這裡極其惡心，我會專門寫一篇詳細說一下，這裡只寫個大概吧

上文已經把void*包裝成了 vk_pointer，所以我們取出vk* 然後壓入參數

vk_pointer *value = valObj;
void* pointer = value.pointer;
[invocation setArgument:&pointer atIndex:i];

你以為這樣就可以了麼？你太天真了

如果斷點調試，整個call_selector的過程完全走完都不會有事，但是一旦放開斷點，徹底走完就崩潰。

為啥呢？因為在使用invocation的時候 invoke的過程中，如果對象在invoke內被創建初始化了，invoke結束後，在下一個autorelease的時間點就會產生zombie的crash，send release to a dealloc object

為什麼會這樣，簡單的說下我的理解不細說吧，invoke和直接函數調用不太一樣，如果發生了alloc對象，那麼這個對象系統會額外多一次autorelease，所以，不會立刻崩潰，但當autoreleasepool釋放的時候，就會發生過度release。

給幾個LINK有興趣大家可以深入探討一下：棧溢出1,棧溢出2

看一下我的解決辦法

vk_pointer *value = valObj;
void* pointer = value.pointer;
id obj = *((__unsafe_unretained id *)pointer);
if (!obj) {
    if (argumentType[1] == '@') {
        if (!_vkNilPointerTempMemoryPool) {
            _vkNilPointerTempMemoryPool = [[NSMutableDictionary alloc] init];
        }
        if (!_markArray) {
            _markArray = [[NSMutableArray alloc] init];
        }
        [_markArray addObject:valObj];
    }
}
    [invocation setArgument:&pointer atIndex:i];

我會先判斷一下 void*指向的對象是否存在，如果傳入的是一個已經alloc init 好了的 mutableArray之類的對象，我會直接壓入參數，因為invoke過程內，只是往mutableArray裡面執行操作，並沒有在void*指針處重新new的操作的話，是安全的不會崩潰的。

如果void*指向的對象不存在，相當於我傳入了一個 NSError*，等著由invoke內部去創建，這樣外面可以捕獲，這種使用場景，就會導致crash，是因為過度release，那我的思路就是先把他持有一下。。。因為多了個release，那我再arc下不能強制retain，那我就add到一個字典裡，讓他被arc retain一下。

if ([_markArray count] > 0) {
    for (vk_pointer *pointerObj in _markArray) {
        void *pointer = pointerObj.pointer;
        id obj = *((__unsafe_unretained id *)pointer);
        if (obj) {
            @synchronized(_vkNilPointerTempMemoryPool) {
                [_vkNilPointerTempMemoryPool setObject:obj forKey:[NSNumber numberWithInteger:[(NSObject*)obj hash]]];
            }
        }
    }
}

這段代碼放在[invocation invoke]之後，因為只有執行之後我們才知道void*指向的位置是否創建了新對象，判斷obj是否存在，如果存在則向一個全局的static字典_vkNilPointerTempMemoryPool寫入這個對象。

• 有人說？我為什麼不是用棧溢出的答案？，棧溢出的答案卻是是保證不crash了，但是傳入的參數已經不是void** 而是一個 void***了，這樣會導致被調用的函數雖然創建了NSError，但是執行完畢後，並沒有賦值給有的指針，會導致外面看NSErro還是空（這麼表述可能不對，這幾天啃指針，這塊已經把我弄得有點亂了，但是大家在函數外取個地址&error看一下，然後在函數內看傳入的error地址，就會發現已經不對了）

• 有人說，你這樣不是內存洩露了麼？一個對象在用過以後就永久被添加進了一個static字典裡，我只能說是的，但是情況不是那麼絕對，crash的原因是系統的一次額外的release，並且還發生在代碼操作者無法掌控的autoreleasepool的drain時機，也就是說，在drain前，這個字典裡的這個值是正常的（如果沒有字典，此時並沒崩潰），在drain後，這個字典裡的值因為一次額外release了，此時這個字典內這個key還存在，但是他指向的對象已經野指針了（如果沒有字典，此時就崩潰了，因為對一個dealloc對象 release），我試過在幾秒之後肯定保證drain結束了，對字典執行removeAll，還是會崩潰！因為removeall的時候處理裡面的值，發現那個值野指針了。

有人有更好的辦法不？我想不到了，也求建議。

4.執行NSInvocation

[invocation invoke];

注意上文提到的invoke後處理一下 id* 的內存問題

5.取出返回值 具體可以看下一篇 NSInvocation內存處理

如同壓入參數一樣，還是通過typeEncode來判斷返回類型

const char *returnType = [methodSignature methodReturnType];

從invocation按類型取出返回值，返回

1）int 等基礎類型，注意我包裝成了NSNumber* 返回的，後文有講（只舉一個例子，其他見源碼）

int returnValue;
[invocation getReturnValue:&returnValue];
return @(returnValue);
break;

2）CGSize等基礎類型，注意我包裝成了NSValue* 返回的，後文有講（只舉一個例子，其他見源碼）

CGSize result;
[invocation getReturnValue:&result];
NSValue * returnValue = [NSValue valueWithBytes:&(result) objCType:@encode(CGSize)];\
return returnValue;

3）id類型，這裡面也有個坑。我是這麼做的

void *result;
[invocation getReturnValue:&result];

if (result == NULL) {
    return nil;
}

id returnValue;
returnValue = (__bridge id)result;
return returnValue;

為什麼這麼做，是因為getReturnValue只是拷貝返回值到指定的地址，你現在返回的是一個id，是一個指針，那麼實際對象會在函數runloop結束後自動釋放的，原因很類似之前的id*參數問題，但是這裡是返回值。

一個詳細介紹這一塊的博客

還有一點瑕疵

注意我的返回值被強迫指定成了id，也就是說，如果原函數返回的是NSInteger，我會返回一個NSNumber。

為什麼會這樣？我搞不定如何在聲明函數的時候，用一個兼容基礎和id，所有類型的符號來定義函數。。

參數之所以可以兼容id與基礎類型，是因為我用可變參數...繞過去了。。

但是返回值我就搞不定了，有人說用void *但我的初衷是希望使用者直接拿到最終的值，目前的困難不是如何把值傳出去。而是傳出去一個使用者不需要手動轉換的最終結果。

用void *這麼看和用id 其實也差不多，使用者拿到後都得轉一下。

感謝

感謝bang哥，好多invocation的使用都是學習bang哥的JSPatch裡面，拆解+學習

感謝彩虹，各種疑難雜症幫我一起動腦解決