Runtime学习笔记2--Method Swizzling
2017.03.17
Okar Ou
iOS
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前言 前文再续，书接上一回，我们知道了自己在开发的时候写的是“伪代码“执行的是另有其人后，就可以开始接触runtime的另一个黑魔法了，就是Method swizzling . 通俗点来讲，就是把自己写的一个方法在runtime执行阶段替换掉一个系统的方法，这符合了动态语言的特性，是runtime的用法的延伸。同时，我们可以利用苹果这一特性来实现AOP（面向切面编程）。
概念 Mattt Thompson 在 Method Swizzling 一文中写道：
Method swizzling is the process of changing the implementation of an existing selector. It’s a technique made possible by the fact that method invocations in Objective-C can be changed at runtime, by changing how selectors are mapped to underlying functions in a class’s dispatch table.
因为Objective-C是运行时语言，也就是说究竟会调用何种方法要在运行期才能解析出来。那么我们其实也可以在运行时改变选择子名称。这样我们既不需要查看到源代码，又没有必要去重写子类来覆写方法就能改变类本身的功能。这样一来新功能就会在类的所有实例中表现出来，而不仅限于那些重写子类的实例。这种方案就叫做“方法调配”（method swizzling）。
原理 我们先来了解下 Objective-C 中方法 Method 的数据结构：
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typedef struct method_t *Method;
struct method_t {
SEL name;
const char *types;
IMP imp;
struct SortBySELAddress :
public std::binary_function<const method_t&,
const method_t&, bool>
{
bool operator() (const method_t& lhs,
const method_t& rhs)
{ return lhs.name < rhs.name; }
};
};
我们可以看到，Method就是 struct methodt 类型的指针，所以我们重点看下结构体 methodt 的定义。在结构体 method_t 中定义了三个成员变量和一个成员函数：
name 表示的是方法的名称，用于唯一标识某个方法，比如 @selector(viewWillAppear:) ；
types 表示的是方法的返回值和参数类型（详细信息可以查阅苹果官方文档中的 Type Encodings）；
imp是一个函数指针，指向方法的实现；
SortBySELAddress 顾名思义，是一个根据 name 的地址对方法进行排序的函数。
理论上，方法名称name与imp是一一对应的，而 Method Swizzling 的原理就是动态地改变它们的对应关系，以达到替换方法实现的目的。
二图以蔽之（也是盗图）：
Method Swizzling：
看完估计就很清晰了。
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#import "UIViewController+Swizzling.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation UIViewController (Swizzling)
+ (void)load {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
Class class = [self class];
SEL originalSelector = @selector(viewDidAppear:);
SEL swizzledSelector = @selector(swizzledViewDidAppear:);
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSelector);
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzledSelector);
BOOL didAddedMethod = class_addMethod(class, originalSelector, method_getImplementation(swizzledMethod), method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
NSLog(@"%@",didAddedMethod?@"YES":@"NO");
if (didAddedMethod) {
class_replaceMethod(class, originalSelector, method_getImplementation(swizzledMethod), method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
}else {
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
});
}
- (void)swizzledViewDidAppear:(BOOL)animated {
[self swizzledViewDidAppear:animated];
NSLog(@"View Controller: %@ did appear animated: %@", NSStringFromClass([self class]), animated?@"YES":@"NO");
}
@end
从代码中我们可以看到，我们在runtime时调用了的class_replaceMethod() 将我们自己写swizzledViewDidAppear()替换了UIViewController的原生方法viewDidAppear()，我们可以利用这一特性，在不影响viewDidAppear()代码的情况下添加一些我们需要的function。Aspects ,这是一个封装好的AOP库。 使用Demo在此DEMO
Swift的Method Swizzling 我们在谈论Method Swizzling的时候都是建立在Objective-C的基础上的，但是随着Swift的普及，我们在使用Swift开发的时候有些时候也会用到这个特性。在什么场景下，Swift可以用Method Swizzling呢？这里有两个必要条件：
包含 Swizzle 方法的类需要继承自 NSObject
需要 Swizzle 的方法必须有动态属性（dynamic attribute）
以上面例子为例：
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import UIKit
extension UIViewController {
override public static func initialize() {
struct Static {
static var token: dispatch_once_t = 0;
}
dispatch_once(&Static.token) {
let originalSelector = Selector("viewDidAppear:")
let swizzledSelector = Selector("swizzledViewDidAppear:")
let originalMethod = class_getInstanceMethod(self, originalSelector)
let swizzledMethod = class_getInstanceMethod(self, swizzledSelector)
let didAddMethod:Bool = class_addMethod(self, originalSelector, method_getImplementation(swizzledMethod), method_getTypeEncoding(swizzledMethod))
if didAddMethod {
class_replaceMethod(self, swizzledSelector, method_getImplementation(originalMethod), method_getTypeEncoding(originalMethod))
}else {
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod)
}
}
}
func swizzledViewDidAppear(animated: Bool) {
self.swizzledViewDidAppear(animated)
print("View Controller: \(self) did appear animated: \(animated)")
}
}
Compare to the code we can see that:
in Objective-C we need import <objc/runtime.h>, but in Swift no need.
in Objective-C Swizzling is call in - (void)load; , in Swift it’s call in func initialize().
注意点
因为 Swizzling 会改变全局状态，所以我们需要在运行时采取一些预防措施。GCD 的dispatch_once 可以保证操作的原子性，确保代码只被执行一次，不管有多少个线程。
有利也有弊，在 runtime 执行这类更改时，你就不能在编译时利用那些可用的安全检查了。因此，应该小心使用 Method Swizzling。
参考资料 Runtime系列2–Method Swizzling Method Swizzling Swift & the Objective-C Runtime How to use MethodSwizzling in Swift in high performance
