一、前言

• Block 和 Delegate 是對象間傳遞消息的常用機制，這兩個機制可以說是各有千秋。 Delegate 可以很方便把目標動作的執行過程劃分為多個方法，以展現不同時間節點下特定的操作；Block 則擅長處理一個回調多個落點的情況，并且它可以通過捕捉上下文信息，來達到減少創建額外變量，集中消息處理邏輯的目的。
• 結合以上兩種通信方式的特點，我們可以添加一些額外的橋接處理，讓 Delegate 機制也能享有 Block 機制所擁有的部分優點，橋接處理的核心就是用 Block 實現委托方法。
• 由于 Runtime 的存在，在消息轉發的最后一步，可以輕松地攔截對未定義方法的調用，并且針對當前消息做一些額外的處理，比如改變它的入參、設置另一個消息接受者等。借助于這一特性，我們可以創建一個統一的 Delegate 對象，并在這個對象的 -forwardInvocation: 方法中，用預先設置的 Block 替換對委托方法的調用，以達到用 Block 實現委托方法的目的。

二、NSInvocation 基本使用

• 蘋果官方對 NSInvocation 的用途給出的解釋如下：

NSInvocation objects are used to store and forward messages between objects and between applications

• 一個 NSInvocation 對象包含了 Objective-C 消息的所有要素：消息接收對象、 方法選擇器 (SEL) 、參數以及返回值，并且這些要素都可以由開發者直接設置。如下所示，簡單使用 NSInvocation：

NSString *foo = @"foo"; NSMethodSignature *signature = [foo methodSignatureForSelector:@selector(stringByAppendingString:)]; NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:signature]; invocation.selector = @selector(stringByAppendingString:);NSString *bar = @"bar"; [invocation setArgument:&bar atIndex:2]; [invocation invokeWithTarget:foo];void *result = nil; [invocation getReturnValue:&result];NSString *resultString = (__bridge NSString *)(result); NSLog(@"%@", resultString);

• 上述代碼執行結果：

foobar

• 可以看到，這個結果和執行 [foo stringByAppendingString:bar] 的結果是一致的。
• 關于 NSInvocation 的使用，需要注意以下兩點：
• • 一般方法的自定義參數從索引 2 開始，前兩個分別是對象自身以及發送方法的 SEL；
• • 從 -getArgument:atIndex: 和 -getReturnValue: 方法中獲取的對象是不會被 retain 的，所以如果使用 ARC ，那么以下代碼都是錯誤的：

NSString *bar = nil; [invocation getArgument:&bar atIndex:2];NSString *result = nil; [invocation getReturnValue:&result];

• • ARC 編譯環境下局部對象默認具有 __strong 屬性，它會針對這個對象添加 release 代碼，所以可能會因為 release 已經釋放的對象而崩潰。正確代碼如下：

void *bar = nil; // __unsafe_unretained NSString *bar = nil; // __weak NSString *bar = nil; [invocation getArgument:&bar atIndex:2];void *result = nil; // __unsafe_unretained NSString *result = nil; // __weak NSString *result = nil; [invocation getReturnValue:&result];

• • 如果是在兩個 NSInvocation 對象間傳遞參數/返回值，那么可以直接傳入指針獲取并設置目標地址，以返回值為例：

.... NSInvocation *invocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:signature]; NSInvocation *shadowInvocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:signature]; .... void *resultBuffer = malloc(invocation.methodSignature.methodReturnLength); memset(resultBuffer, 0, invocation.methodSignature.methodReturnLength);[invocation getReturnValue:resultBuffer]; [shadowInvocation setReturnValue:resultBuffer]; .... free(resultBuffer);

• 這時，如果返回值是一個 NSString 對象，那么 resultBuffer 實際上是指向 NSString 對象指針的指針，這時可以這樣讀取實際內容：

NSString *result = (__bridge NSString *)(*(void **)resultBuffer);

• 不過在已經知道返回值是一個對象時，一般會直接傳入對象指針的地址，以便直接讀取對象。

三、獲取方法簽名

① 從對象中獲取方法簽名

• NSMethodSignature 是創建一個有效 NSInvocation 對象的必要成分，它提供了方法調用所必須的參數和返回值信息。
• NSObject 類用以下兩個方法獲取實例方法的方法簽名：

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE(""); + (NSMethodSignature *)instanceMethodSignatureForSelector:(SEL)aSelector OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE("");

• 既然類也是對象，那么類方法的方法簽名也就可以通過 -methodSignatureForSelector: 方法獲取。

② 從協議中獲取方法簽名

• 由于協議定義了接口的參數和返回值信息，所以從協議中也可以獲取到特定方法的方法簽名。利用 protocol_getMethodDescription 函數，可以獲取到描述類型的 C 字符串，再通過這個字符串構造方法簽名。
• 針對協議中的接口有 required 和 optional 兩種，并且不允許重復這一特點，可以創建構造方法簽名的函數：

static NSMethodSignature *ydw_getProtocolMethodSignature(Protocol *protocol, SEL selector, BOOL isInstanceMethod) {struct objc_method_description methodDescription = protocol_getMethodDescription(protocol, selector, YES, isInstanceMethod);if (!methodDescription.name) {methodDescription = protocol_getMethodDescription(protocol, selector, NO, isInstanceMethod);}return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:methodDescription.types]; }

③ 從 Block 中獲取方法簽名

• 蘋果并沒有提供一個開放的接口，供開發者獲取 Block 的方法簽名。不過根據 LLVM 對 Block 結構描述，可以通過操作指針獲取簽名字符串。
• Block 的結構如下：

// Block internals. typedef NS_OPTIONS(int, YDWBlockFlags) {YDWBlockFlagsHasCopyDisposeHelpers = (1 << 25),YDWBlockFlagsHasSignature = (1 << 30) }; typedef struct ydw_block {__unused Class isa;YDWBlockFlags flags;__unused int reserved;void (__unused *invoke)(struct ydw_block *block, ...);struct {unsigned long int reserved;unsigned long int size;// requires YDWBlockFlagsHasCopyDisposeHelpersvoid (*copy)(void *dst, const void *src);void (*dispose)(const void *);// requires YDWBlockFlagsHasSignatureconst char *signature;const char *layout;} *descriptor;// imported variables } *YDWBlockRef;

• 可以看到，只要獲取 descriptor 指針，然后根據不同條件添加特定的偏移量，就可以獲取到 signature：

static NSMethodSignature *ydw_signatureForBlock(id block) {YDWBlockRef layout = (__bridge YDWBlockRef)(block);// 沒有簽名，直接返回空if (!(layout->flags & YDWBlockFlagsHasSignature)) {return nil;}// 獲取 descriptor 指針void *desc = layout->descriptor;// 跳過 reserved 和 size 成員desc += 2 * sizeof(unsigned long int);// 如果有 Helpers 函數， 跳過 copy 和 dispose 成員if (layout->flags & YDWBlockFlagsHasCopyDisposeHelpers) {desc += 2 * sizeof(void *);}// desc 為 signature 指針的地址，轉換下給 objcTypeschar *objcTypes = (*(char **)desc);return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:objcTypes]; }

四、方法調用 -> Block 調用

• 經過上文，已經可以獲取到 Block 和接口方法的簽名信息，現在根據這個簽名信息，結合方法對應的 NSInvocation 對象，創建和 Block 關聯的 NSInvocation 對象。

① 存儲 Block 信息

• 首先要做的是，存儲 Block 的簽名信息，并且和接口方法的簽名信息做匹配處理。因為在調用前，需要將接口方法得到的參數轉換成 Block 的入參，調用之后需要將 Block 的返回值重新傳給接口方法，所以必須確保兩者的簽名信息在一定程度上是兼容的。

- (instancetype)initWithMethodSignature:(NSMethodSignature *)methodSignature block:(id)block {return [self initWithMethodSignature:methodSignature blockSignature:ydw_signatureForBlock(block) block:block]; }- (instancetype)initWithMethodSignature:(NSMethodSignature *)methodSignature blockSignature:(NSMethodSignature *)blockSignature block:(id)block {NSAssert(ydw_isCompatibleBlockSignature(blockSignature, methodSignature), @"Block signature %@ is not compatible with method signature %@", blockSignature, methodSignature);if (self = [super init]) {_methodSignature = methodSignature;_blockSignature = blockSignature;_block = block;}return self; }

② 簽名匹配

• Block 的簽名信息相較于方法的簽名信息，只在參數類型上少了 SEL。
• 方法的簽名信息如果要獲取自定義參數類型的話，需要從索引 2 開始，而 Block 的自定義參數類型信息則從索引 1 開始。

static BOOL ydw_isCompatibleBlockSignature(NSMethodSignature *blockSignature, NSMethodSignature *methodSignature) {NSCParameterAssert(blockSignature);NSCParameterAssert(methodSignature);if ([blockSignature isEqual:methodSignature]) {return YES;}// block 參數個數需要小于 method 的參數個數 (針對 block 調用替換 method 調用)// 兩者返回類型需要一致if (blockSignature.numberOfArguments >= methodSignature.numberOfArguments ||blockSignature.methodReturnType[0] != methodSignature.methodReturnType[0]) {return NO;}// 參數類型需要一致BOOL compatibleSignature = YES;// 自定義參數從第二個開始for (int idx = 2; idx < blockSignature.numberOfArguments; idx++) {// block 相比 method ，默認參數少了 SEL// method: id(@) SEL(:) ....// block: block(@?) ....const char *methodArgument = [methodSignature getArgumentTypeAtIndex:idx];const char *blockArgument = [blockSignature getArgumentTypeAtIndex:idx - 1];if (!methodArgument || !blockArgument || methodArgument[0] != blockArgument[0]) {compatibleSignature = NO;break;}} return compatibleSignature; }

③ Invocation 調用

• 得到有效的 Block 簽名信息，就可以構造 NSInvocation 對象，不過還需要接口方法的實參信息，這可以通過讓外部傳入接口方法的 NSInvocation 對象實現。

- (void)invokeWithMethodInvocation:(NSInvocation *)methodInvocation {NSParameterAssert(methodInvocation);NSAssert([self.methodSignature isEqual:methodInvocation.methodSignature], @"Method invocation's signature is not compatible with block signature");NSMethodSignature *methodSignature = methodInvocation.methodSignature;NSInvocation *blockInvocation = [NSInvocation invocationWithMethodSignature:self.blockSignature];void *argumentBuffer = NULL;for (int idx = 2; idx < methodSignature.numberOfArguments; idx++) {// 獲取參數類型const char *type = [methodSignature getArgumentTypeAtIndex:idx];NSUInteger size = 0;// 獲取參數大小NSGetSizeAndAlignment(type, &size, NULL);// 參數緩存if (!(argumentBuffer = reallocf(argumentBuffer, size))) {return;}// 把 method 的參數傳遞給 block[methodInvocation getArgument:argumentBuffer atIndex:idx];[blockInvocation setArgument:argumentBuffer atIndex:idx - 1];}// 調用 block[blockInvocation invokeWithTarget:self.block];// 返回值緩存if (methodSignature.methodReturnLength &&(argumentBuffer = reallocf(argumentBuffer, methodSignature.methodReturnLength))) {// 把 block 的返回值傳遞給 method[blockInvocation getReturnValue:argumentBuffer];[methodInvocation setReturnValue:argumentBuffer];}// 釋放緩存free(argumentBuffer); }

• reallocf 函數是 realloc 函數的增強版，它可以在后者無法申請到堆空間時，釋放舊的堆空間：

void *reallocf(void *p, size_t s) {void *tmp = realloc(p, s);if(tmp) return tmp;free(p);return NULL; }

• 這樣就可以直接用 argumentBuffer = reallocf(argumentBuffer, size) 形式的語句，否則如果使用 realloc，一旦返回的是 NULL，會造成舊的堆空間無法釋放的問題。

五、實現委托方法

• 現在已經可以構造 Block 的 NSInvocation 對像，就缺攜帶參數和返回值信息的接口方法 NSInvocation 對象，接下來就針對實例方法，簡單地實現動態委托類。

① 儲存 Block Invocation 信息

• 以接口方法選擇器對應的字符串為 Key，以 Block 對應的 Invocation 封裝類為 Value 儲存調用信息：

- (instancetype)initWithProtocol:(Protocol *)protocol {_protocol = protocol;_selectorInvocationMap = [NSMutableDictionary dictionary];return self; }- (void)implementInstanceMethodOfSelector:(SEL)selector withBlock:(id)block {NSMethodSignature *methodSignature = ydw_getProtocolMethodSignature(self.protocol, selector, YES);YDWBlockInvocation *invocation = [[YDWBlockInvocation alloc] initWithMethodSignature:methodSignature block:block];self.selectorInvocationMap[NSStringFromSelector(selector)] = invocation; }

② 消息轉發

• 向動態委托類發送委托消息后，會觸發消息轉發機制。在消息轉發的最后一步，可以構造委托方法對應的 NSInvocation 對象：

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {YDWBlockInvocation *blockInvocation = self.selectorInvocationMap[NSStringFromSelector(invocation.selector)];[blockInvocation invokeWithMethodInvocation:invocation]; }- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel {return self.selectorInvocationMap[NSStringFromSelector(sel)].methodSignature; }- (BOOL)respondsToSelector:(SEL)aSelector {return !!self.selectorInvocationMap[NSStringFromSelector(aSelector)]; }

六、實例

• 如何使用這個動態委托類：

@class Computer; @protocol ComputerDelegate <NSObject> @required - (void)computerWillStart:(Computer *)computer; - (BOOL)computerShouldBeLocked:(Computer *)computer; @end@interface Computer : NSObject @property (weak, nonatomic) id <ComputerDelegate> delegate;- (void)start; - (void)lock;@end@implementation Computer - (void)start {[self.delegate computerWillStart:self];// start }- (void)lock {__unused BOOL locked = [self.delegate computerShouldBeLocked:self];printf("computer should be locked: %d \n", locked);// lock } @end

• 應用如下：

YDWDynamicDelegate <ComputerDelegate> *dynamicDelegate = (id)[[YDWDynamicDelegate alloc] initWithProtocol:@protocol(ComputerDelegate)]; [dynamicDelegate implementInstanceMethodOfSelector:@selector(computerWillStart:) withBlock:^(Computer *c) {NSLog(@"%@ will start", c); }]; [dynamicDelegate implementInstanceMethodOfSelector:@selector(computerShouldBeLocked:) withBlock:^BOOL(Computer *c) {NSLog(@"%@ should not be locked", c);return NO; }];Computer *computer = [Computer new]; computer.delegate = dynamicDelegate; [computer start]; [computer lock];

• 執行結果：

will start should not be locked computer should be locked: 0

七、總結

• 用 Block 實現委托方法的開源方案在比較早的時候就已經出來了，本文的實現就是 BlocksKit 的 A2BlockInvocation 和 A2DynamicDelegate 類的簡易版本，不過省略了類方法以及一些邊界條件的處理，不過大體的思路基本是一致的，都是圍繞 NSInvocation 和消息轉發。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的iOS之深入解析如何使用Block实现委托方法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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