Objective-C Runtime之Method Swizzling

今天准备学习Objective-C Runtime相关知识，看到了Method Swizzling技术，并找到了介绍该技术的文章：雷纯锋的技术博客。这篇文章贴了一段示例代码并解释了三个问题，但是我的问题不止这三个，所以又四处找了相关资料，并将学到的记录下来。

名词解释

Class

@interface NSObject  {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
}

NSObject的对象都有一个指向Class的isa指针。这个 isa 指针是当你向对象发送消息时，Objective-C Runtime 检查一个对象并且查看它的类是什么然后开始查看它是否响应这些 selectors 所需要的一切。Class可以由NSObject对象使用[self class]得到。

SEL

SEL就是对方法的一种包装。包装的SEL类型数据它对应相应的方法地址，找到方法地址就可以调用方法。而@selector()得到的就是一个SEL类型对象。

Method

一个类中的方法。它有两种类型，一种是实例方法InstanceMethod，如- (void)method；第二种是类方法ClassMethod，如+ (id)alloc。
Method可以用Class和SEL得到，具体方法是：Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL name) 和Method class_getClassMethod(Class cls, SEL name)。

IMP

IMP是指向方法实现的函数指针，由编译器为你生成。
可以用IMP method_getImplementation(Method m)得到Method对象的IMP。

const char *types

它是一个函数的返回类型和参数类型。如函数：void method(id obj, SEL _sel, NSString *str){}，它的types为"v@:@"，v代表void，@代表NSObject对象，:代表SEL。
可以使用const char *method_getTypeEncoding(Method m)来得到Method对象的types。

Method Swizzling

方法函数

BOOL class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)

作用：为cls类增加名为name的方法，具体实现为imp，返回类型与参数类型为types。

Method class_replaceMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)

作用：将cls类中名为name的方法实现改为imp，返回类型与参数类型为types。

void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)

作用：交换m1与m2的实现方法。

示例

1.创建一个类Class1，再一个创建Class1的子类Class2。
2.在Class1中添加代码：

//Class1.m
- (void)doReplace
{
    SEL oldSelctor = @selector(oldFunction:);
    SEL newSelctor = @selector(newFunction:);
    
    Method oldMethod = class_getInstanceMethod([self class], oldSelctor);
    Method newMethod = class_getInstanceMethod([self class], newSelctor);
    
    BOOL success = class_addMethod([self class], oldSelctor, method_getImplementation(newMethod), method_getTypeEncoding(newMethod));
    
    NSLog(@"add method %@", success ? @"success" : @"failure");
    
    if (success) {
        class_replaceMethod([self class], newSelctor, method_getImplementation(oldMethod), method_getTypeEncoding(oldMethod));
    }else{
        method_exchangeImplementations(newMethod, oldMethod);
    }
}

- (void)oldFunction:(NSString *)aString
{
    NSLog(@"super class old method");
}

- (void)newFunction:(NSString *)aString
{
    [self newMethod:aString];
    NSLog(@"new method");
}

//main.m
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        
        Class2 *cl2 = [Class2 new];   
        [cl2 doReplace];
        [cl2 oldMethod:@"old"]; 
    }
    return 0;
}

原理：首先使用class_addMethod添加名为oldFunction:，实现为newFunction:实现的方法，目的是判断子类是否实现了oldFunction:方法。
1.子类实现了oldFunction:方法，所以添加方法失败，直接交换oldFunction:和newFunction:的实现。所以最后在子类中，两个方法实际上是这样的：

- (void)oldFunction:(NSString *)aString
{
    [self newMethod:aString];
    NSLog(@"new method");
}

- (void)newFunction:(NSString *)aString
{
    NSLog(@"child class old method");
}

而打印结果则是：

MethodSwizzling[14750:1729063] add method failure
MethodSwizzling[14750:1729063] child class old method
MethodSwizzling[14750:1729063] new method

2.子类没有实现oldFunction:方法，所以添加方法成功，而oldMethod则得到的是父类的oldFunction:方法，所以之后将newFunction:的实现改为父类oldFunction:方法的实现。所以最后在子类中，两个方法实际上是这样的：

- (void)oldFunction:(NSString *)aString
{
    [self newMethod:aString];
    NSLog(@"new method");
}

- (void)newFunction:(NSString *)aString
{
    NSLog(@"super class old method");
}