[crash详解与防护] unrecognized selector crash

前言：

　　unrecognized selector类型的crash是因为一个对象调用了一个不属于它的方法导致的。要解决这种类型的crash，我们先要了解清楚它产生的具体原因和流程。本文先讲了消息传递机制和消息转发机制的流程，然后对消息转发流程的一些函数的使用进行举例，最后指出了对“unrecognized selector类型的crash”的防护措施。　

一、消息传递机制和消息转发机制

1.  消息传递机制（动态消息派发系统的工作过程）

当编译器收到[someObject messageName:parameter]消息后，编译器会将此消息转换为调用标准的C语言函数objc_msgSend,如下所示：

objc_msgSend(someObject,@selector(messageName:),parameter)

 该方法会去someObject所属的类中搜寻其“方法列表”，如果能找到与messageName:相符的方法，就跳转到实现代码；找不到就沿着继承体系继续向上找；如果最终还是找不到，就执行“消息转发”操作。

2. 消息转发机制

　　消息转发分两大阶段：

（1）动态方法解析：即征询selector所属的类的下列方法，看其是否能动态添加这个未知的选择子：

//  缺失的selector是实例方法调用
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)selector
//  缺失的selector是类方法调用
+(BOOL)resolveClassMethod:(SEL)selector

该方法的参数就是那个未知的选择子，其返回值Boolean类型，表示这个类是否能新增一个实例方法用以处理此选择子。（@dynamic属性没有实现setter方法和getter方法，可以在“消息转发”过程对其实现）

（2）消息转发

（2.1）“备援接收者”方案----当前接收者第二次处理未知选择子的机会：运行期系统通过下列方法问当前接收者，能不能把这条消息转发给其它接收者来处理：

-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)selector

该方法的参数就是那个未知的选择子，其返回值id类型，表示找到的备援对象，找不到就返回nil。（缺点：我们无法操作经由这一步所转发的消息。）

 (2.2) 完整的消息转发

调用下列方法转发消息：

-(void)forwardInvocation:(NSInvocation*)invocation

 NSInvocation把尚未处理的那条消息有关的全部细节都封于其中，包括：选择子、目标及参数。

（a）上面这个方法可以实现的很简单：只需改变调用目标，使消息在新目标上得以调用即可（与“备援接收者”方案所实现的方法等效，很少有人采用）。

（b）比较有用的实现方式为：在触发消息前，先以某种方式改变消息内容，比如追加另外一个参数，或是改换选择子等等。

上面的步骤都不能解决问题的话，就会调用NSObject的doesNotRecognizeSelector抛出异常。

总结：

　　消息转发的全流程，如下图所示：

“消息转发”全流程图

二、举例

1. 动态方法解析，即resolveInstanceMethod的使用：

　　（以动态方法解析来实现@dynamic属性）

//EOCAutoDictionary.h
@interface EOCAutoDictionary : NSObject
@property(nonatomic, strong) NSDate *date;
@end

//EOCAutoDictionary.m
#import "EOCAutoDictionary.h"
#import <objc/runtime.h>

@interface EOCAutoDictionary()
@property(nonatomic, strong) NSMutableDictionary *backingStore;
@end

@implementation EOCAutoDictionary

@dynamic date;

- (id)init {
    if(self = [super init]) {
        _backingStore = [NSMutableDictionary new];
    }
    return self;
}

+ (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)selector {
    //selector = "setDate:" 或 "date",_cmd = (SEL)"resolveInstanceMethod:"
    NSString *selectorString = NSStringFromSelector(selector);
    if([selectorString hasPrefix:@"set"]) {
        // 向类中动态的添加方法，第三个参数为函数指针，指向待添加的方法。最后一个参数表示待添加方法的“类型编码”
        class_addMethod(self, selector,(IMP)autoDictionarySetter,"v@:@");
    } else {
        class_addMethod(self, selector,(IMP)autoDictionaryGetter,"v@:@");
    }
    return YES;
}

id autoDictionaryGetter(id self, SEL _cmd) {
    
    // 此时_cmd = (SEL)"date"
    
    // Get the backing store from the object
    EOCAutoDictionary *typeSelf = (EOCAutoDictionary *) self;
    NSMutableDictionary *backingStore = typeSelf.backingStore;
    
    //the key is simply the selector name
    NSString *key = NSStringFromSelector(_cmd);
    
    //Return the value
    return [backingStore objectForKey:key];
}

void autoDictionarySetter(id self, SEL _cmd, id value) {
    
    // 此时_cmd = (SEL)"setDate："
    // Get the backing store from the object
    EOCAutoDictionary *typeSelf = (EOCAutoDictionary *) self;
    NSMutableDictionary *backingStore = typeSelf.backingStore;
    
    /** The selector will be for example, "setDate:".
     * We need to remove the "set",":" and lowercase the first letter of the remainder.
     */
    NSString *selectorString = NSStringFromSelector(_cmd);
    NSMutableString *key = [selectorString mutableCopy];
    
    // Remove the ':' at the end
    [key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(key.length-1, 1)];
    
    // Remove the 'set' prefix
    [key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(0, 3)];
    
    // Lowercase the first character
    NSString *lowercaseFirstChar = [[key substringToIndex:1] lowercaseString];
    [key replaceCharactersInRange:NSMakeRange(0, 1) withString:lowercaseFirstChar];
    
    if(value) {
        [backingStore setObject:value forKey:key];
    } else {
        [backingStore removeObjectForKey:key];
    }
}
@end

使用date属性的setter和getter代码如下：

EOCAutoDictionary *dict = [EOCAutoDictionary new];
dict.date = [NSDate dateWithTimeIntervalSince1970:475372800];
NSLog(@"dict.date = %@", dict.date);

 2. forwardingTargetForSelector的使用

注意：上面的resolveInstanceMethod返回YES的话，就无法调用forwardingTargetForSelector了。

下面的方法，对SLVForwardTarget的对象调用uppercaseString方法时，转发给另一个对象"hello WorLD!"来执行uppercaseString方法。

@implementation SLVForwardTarget
#pragma mark forwardingTargetForSelector
-(id) forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    if(aSelector == @selector(uppercaseString)){
        return @"hello WorLD!";
    }
    return nil;
}
@end

测试代码：

SLVForwardTarget *ft = [SLVForwardTarget new];
NSString * s = [ft performSelector:@selector(uppercaseString)];
NSLog(@"%@",s);
//输出结果为：“HELLO WORLD!”

 3. forwardInvocation的使用

 改变调用目标，使消息在新目标上得以调用的例子：

// SLVForwardInvocation.h
@interface SLVForwardInvocation : NSObject
- (id)initWithTarget1:(id)t1 target2:(id)t2;
@end

// SLVForwardInvocation.m
@interface SLVForwardInvocation()
@property(nonatomic, strong)id realObject1;
@property(nonatomic, strong)id realObject2;
@end

@implementation SLVForwardInvocation

- (id)initWithTarget1:(id)t1 target2:(id)t2 {
    _realObject1 = t1;
    _realObject2 = t2;
    return self;
}

//系统check实例是否能response消息呢？如果实例本身就有相应的response,那么就会响应之，如果没有系统就会发出methodSignatureForSelector消息，寻问它这个消息是否有效？有效就返回对应的方法签名，无效则返回nil。消息转发机制使用从这个方法中获取的信息来创建NSInvocation对象。因此我们必须重写这个方法，为给定的selector提供一个合适的方法签名。
// Here, we ask the two real objects, realObject1 first, for their metho
// signatures, since we'll be forwarding the message to one or the other
// of them in -forwardInvocation:.  If realObject1 returns a non-nil
// method signature, we use that, so in effect it has priority.
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    NSMethodSignature *sig;
    sig = [self.realObject1 methodSignatureForSelector:aSelector];
    if (sig){
        return sig;
    }
    sig = [self.realObject2 methodSignatureForSelector:aSelector];
    if (sig){
        return sig;
    }
    return nil;
}

// Invoke the invocation on whichever real object had a signature for it.
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
    id target = [self.realObject1 methodSignatureForSelector:[invocation selector]] ? self.realObject1 : self.realObject2;
    [invocation invokeWithTarget:target];

　　//或者用下列方法
　　/*
    　　id target;
    　　if([self.realObject1 respondsToSelector:[invocation selector]]) {
        　　target = self.realObject1;
    　　} else if([self.realObject2 respondsToSelector:[invocation selector]]) {
       　　 target = self.realObject2;
   　　 }
    　　[invocation invokeWithTarget:target];
　　*/
}

测试代码：

NSMutableString *string = [NSMutableString new];
NSMutableArray *array = [NSMutableArray new];
id proxy = [[SLVForwardInvocation alloc] initWithTarget1:string target2:array];
// Note that we can't use appendFormat:, because vararg methods
// cannot be forwarded!
[proxy appendString:@"This "];
[proxy appendString:@"is "];
[proxy addObject:string];
[proxy appendString:@"a "];
 [proxy appendString:@"test!"];
                
if ([[proxy objectAtIndex:0] isEqualToString:@"This is a test!"]) {
     NSLog(@"Appending successful.");  
 } else {  
     NSLog(@"Appending failed, got: '%@'", proxy);  
}

此处选择子"appendString:"改变目标为mutableString类型，"addObject:"和"objectAtIndex:"改变目标为mutableArray类型。

三、unrecognized selector crash防护方案

　　根据上面的讲解和举例，我们知道，当一个函数找不到时，runtime提供了三种方式去补救：

（1）调用resolveInstanceMethod给个机会让类添加实现这个函数；

（2）调用forwardingTargetForSelector让别的对象去执行这个函数；

（3）调用forwardInvocation（函数执行器）灵活的将目标函数以其它形式执行。

第一种方案：

　　对于“unrecognized selector crash”，我们就可以利用消息转发机制来进行补救。对于使用上面三步中的哪一步来改造比较合适，我们选择第二步forwardingTargetForSelector。初步分析原因如下：上面的三步接收者均有机会处理消息。步骤越往后，处理消息的代价就越大。forwardInvocation要通过NSInvocation来执行函数，得创建和处理完整的NSInvocation，开销比较大。但resolveInstanceMethod给类添加不存在的方法，有可能这个方法并不需要，比较多余。用forwardingTargetForSelector将消息转发给一个对象，开销较小。

防护方案如下：

NSObject的类别NSObject+Forwarding来重写forwardingTargetForSelector方法，让执行的目标转移到SLVUnrecognizedSelectorSolveObject里，然后SLVUnrecognizedSelectorSolveObject添加新的方法对未知选择子进行处理。在处理的这一块儿，可以加上日志.

缺点：

（1）类里的forwardingTargetForSelector如果提前返回nil了，就没办法执行SLVStubProxy里的autoAddMethod方法。另外，未知选择子对应的类里面如果有forwardInvocation方法的话，会优先执行SLVStubProxy里的autoAddMethod方法，而不会执行选择子对应的类里面的forwardInvocation方法。 整个处理流程，完全是按照以上三种方式的前后顺序执行，一旦一个方式解决了这个函数调用的问题，其它方法就不会执行。这里得注意工程代码里，可能就是需要自己的类里处理未知选择子的情况。

 (2)还有一些selector如："getServerAnswerForQuestion:reply:"、

"startArbitrationWithExpectedState:hostingPIDs:withSuppression:onConnected:"、

"_setTextColor:"、"setPresentationContextPrefersCancelActionShown:"  也会拦截到。本来这些selector系统会自己处理的，相当于这块儿的拦截超前了，照这个比较大的缺陷来说，我们还是在第三步forwardInvocation来处理未知选择子比较好，所以有了下面这个方案。

第二种方案：

消息转发机制里的三个步骤处理未知选择子，步骤越往后，处理消息的代价就越大。但是步骤越往前，我们越有可能拦截到系统的本来能处理的方法，这种方案是以牺牲效率来改善拦截的准确性的。

防护方案如下：

NSObject的类别NSObject+Forwarding来重写forwardInvocation方法，考虑到诸如"_navigationControllerContentInsetAdjustment"的选择子有可能系统会在自己的forwardInvocation方法里进行处理，所以此处先判断系统的方法能否处理，系统的方法不能处理未知选择子，再让执行的目标转移到未知选择子处理对象SLVUnrecognizedSelectorSolveObject 里。然后SLVUnrecognizedSelectorSolveObject添加新的方法对未知选择子进行处理。在处理的这一块儿，可以加上日志信息。

     以上两种方案的代码如下,其中用枚举SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme分别表示上面的两种方案，可自行修改，这里推荐第二种方案：

//  NSObject+Forwarding.m
#import "NSObject+Forwarding.h"
#import "SLVUnrecognizedSelectorSolveObject.h"
#import <objc/runtime.h>
typedef NS_ENUM(NSInteger, SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme) {
    SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme1,  //第一种方案
    SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme2   //第二种方案
};

@implementation NSObject (Forwarding)
+ (void)load{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme scheme = SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme2;
        if(scheme == SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme1){
            [[self class] swizzedMethod:@selector(forwardingTargetForSelector:) withMethod:@selector(newForwardingTargetForSelector:)];
        }else if(scheme == SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme2){
            [[self class] swizzedMethod:@selector(methodSignatureForSelector:) withMethod:@selector(newMethodSignatureForSelector:)];
            [[self class] swizzedMethod:@selector(forwardInvocation:) withMethod:@selector(newForwardInvocation:)];
        }
    });
}

+(void)swizzedMethod:(SEL)originalSelector withMethod:(SEL )swizzledSelector {
    Class class = [self class];
    
    Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSelector);
    Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzledSelector);
    
    BOOL didAddMethod = class_addMethod(class, originalSelector, method_getImplementation(swizzledMethod), method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
    if (didAddMethod) {
        class_replaceMethod(class, swizzledSelector, method_getImplementation(originalMethod), method_getTypeEncoding(originalMethod));
    }else{
        method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
    }
}

#pragma mark forwardTarget
-(id) newForwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    SLVUnrecognizedSelectorSolveObject *obj = [SLVUnrecognizedSelectorSolveObject sharedInstance];
    return obj; 
}

- (NSMethodSignature *)newMethodSignatureForSelector:(SEL)sel{
    SLVUnrecognizedSelectorSolveObject *unrecognizedSelectorSolveObject = [SLVUnrecognizedSelectorSolveObject sharedInstance];
    return [self newMethodSignatureForSelector:sel]?:[unrecognizedSelectorSolveObject newMethodSignatureForSelector:sel];
}
- (void)newForwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
　　 if([self newMethodSignatureForSelector:anInvocation.selector]){
        [self newForwardInvocation:anInvocation];
        return;
    }
    SLVUnrecognizedSelectorSolveObject *unrecognizedSelectorSolveObject = [SLVUnrecognizedSelectorSolveObject sharedInstance];
    if([self methodSignatureForSelector:anInvocation.selector]){
        [anInvocation invokeWithTarget:unrecognizedSelectorSolveObject];
    }
}

//  SLVUnrecognizedSelectorSolveObject.m
#import "SLVUnrecognizedSelectorSolveObject.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation SLVUnrecognizedSelectorSolveObject
+ (instancetype) sharedInstance{
    static SLVUnrecognizedSelectorSolveObject *unrecognizedSelectorSolveObject;
    static dispatch_once_t  once_token;
    dispatch_once(&once_token, ^{
        unrecognizedSelectorSolveObject = [[SLVUnrecognizedSelectorSolveObject alloc] init];
    });
    return unrecognizedSelectorSolveObject;
}

+ (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)selector {
    
    // 向类中动态的添加方法，第三个参数为函数指针，指向待添加的方法。最后一个参数表示待添加方法的“类型编码”
    class_addMethod([self class], selector,(IMP)autoAddMethod,"v@:@");
    return YES;
}

id autoAddMethod(id self, SEL _cmd) {
    //可以在此加入日志信息，栈信息的获取等，方便后面分析和改进原来的代码。
　　NSLog(@"unrecognized selector: %@",NSStringFromSelector(_cmd));
   return 0;
}

PS：以上代码自己写的，有待进一步检验和改进。

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