NSInvocation需要NSMethodSignature

Question

有几天我一直在想，NSInvocation是否需要NSMethodSignature。假设我们想编写自己的NSInvocation，我的要求是这样的：

1. 我需要一个选择器SEL
2. 要调用选择器的目标对象。
3. 参数数组

然后，我将从目标和SEL中取出SEL，并将argument作为参数传递。

所以，我的问题是，为什么我们需要一个NSMethodSignature来构造和使用一个NSInvocation

注意:我确实知道，只有一个SEL和一个目标，我们没有这个方法的参数和返回类型，但是为什么我们会关心args和返回的类型呢？

Answer 1

C中的每种类型都有不同的大小。(即使是相同的类型，在不同的系统上也可以有不同的大小，但现在我们将忽略这一点。)根据系统的不同，int可以有32位或64位。double需要64位。char代表8位(但根据系统的传递约定，它可以作为常规的int传递)。最后也是最重要的一点是，struct类型有不同的大小，这取决于它中有多少个元素以及它们的每个大小；它可以有多大并不一定。因此，无论类型如何，都不可能以相同的方式传递参数。因此，调用函数如何安排参数，以及被调用函数如何解释其参数，必须取决于函数的签名。(不能使用与类型无关的“参数数组”；数组元素的大小是多少？)在编译正常函数调用时，编译器在编译时就知道签名，并且可以根据调用约定正确地排列签名。但是NSInvocation用于在运行时管理调用。因此，它需要方法签名的表示才能工作。

NSInvocation可以做几件事。每一件事都需要了解参数的数量和类型(至少类型的大小)：

1. 当消息被发送到一个没有方法的对象时，运行时将构造一个NSInvocation对象并将其传递给-forwardInvocation:。NSInvocation对象包含传递的所有参数的副本，因为以后可以存储和调用它。因此，运行库至少需要知道参数总共有多大，以便将寄存器和/或堆栈中的正确数据量(取决于调用约定中参数的排列方式)复制到NSInvocation对象中。
2. 当您有一个NSInvocation对象时，可以使用-getArgument:atIndex:查询I‘’th参数的值。还可以使用-setArgument:atIndex:设置/更改I‘’th参数的值。这要求它知道1)在其数据缓冲区中I‘’th参数从哪里开始；这需要知道以前的参数有多大，以及2) I‘’th参数有多大，这样它就可以复制正确的数据量(如果它复制得太少，它将有一个损坏的值；如果它复制太多，比如，当您执行getArgument时，它可以覆盖您给它的缓冲区；或者当您执行setArgument时，覆盖其他参数)。
3. 您可以让它执行-retainArguments，这将使它保留所有对象指针类型的参数。这要求它区分对象指针类型和其他类型，因此类型信息必须不仅包括大小。
4. 您可以调用NSInvocation，这将导致它构造和执行对方法的调用。这至少要求它知道要将多少数据从其缓冲区复制到寄存器/堆栈中，以便将所有数据放在函数所期望的位置。这至少需要知道所有参数的组合大小，而且可能还需要知道各个参数的大小，以便正确地计算寄存器上的参数和堆栈上的参数之间的界限。
5. 您可以使用-getReturnValue:获得调用的返回值；这与获取上面的参数有类似的问题。

- A thing not mentioned above is that the return type may also have a great effect on the calling mechanism. On x86 and ARM, the common architectures for Objective-C, when the return type is a `struct` type, the calling convention is very different -- effectively an additional (first) parameter is added before all the regular parameters, which is a pointer to the space that the struct result should be written. This is instead of the regular calling convention where the result is returned in a register. (In PowerPC I believe that `double` return type is also treated specially.) So knowing the return type is essentially for constructing and invoking the `NSInvocation`.

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Answer 2

消息发送和转发机制需要NSMethodSignature才能在调用中正常工作。NSMethodSignature和NSInvocation是围绕__builtin_call()构建的一个包装器，它既依赖于体系结构，又对给定函数所需的堆栈空间非常保守。因此，当调用调用时，__builtin_call()从方法签名中获取它所需的所有信息，并且可以通过向转发机制抛出调用来优雅地失败，因为它也接收到了关于堆栈应该如何查找重新调用的正确信息。

尽管如此，如果不修改C语言以支持将数组转换为VARARGS，则无法生成一个没有方法签名的原始NSInvocation，因为objc_msgSend()及其表亲不允许它。即使您能够解决这个问题，您也需要计算参数的大小和返回类型(不太难，但如果您错了，那么您就大错特错了)，并管理对__builtin_call()的适当调用，这将需要对消息发送体系结构或ffi有一个非常熟悉的知识(不管怎么说，后者可能会下降到__builtin_call() )。