Foundation类簇类的method swizzling

!!!!!!!此帖子内容有待更深的考究!!!!!!!!!

ios开发中,在很多情形下,会用到 method swizzling 方式,即hook某一类(一般是不开源框架类)的某方法,在方法的实现中添加自定义的逻辑。

比如,对于NSMutableDictionary类的setValue:forKey:方法(此方法实现在 NSMutableDictionary针对kvc支持的拓展中),添加key是否为空的判断,以避免key为nil导致的崩溃等情况。
此时,需在NSMutableDictionary类的拓展类中添加重载load类方法的代码,代码套路如下:

+ (void)load {
        Class class = [self class];    //objc_getClass("__NSDictionaryM")  // line 1
        SEL selector_origin = @selector(setValue:forKey:);                         //line 2
        SEL selector_new = @selector(XXSetValue:forKey:);                      //line 3
        //XXSetValue:forKey: 方法为自定义方法,略

        Method method_origin = class_getInstanceMethod(class, selector_origin);  // line 4
        Method method_new = class_getInstanceMethod(class, selector_new);        //line 5
        
        method_exchangeImplementations(method_origin, method_new);                  //line 6
}

此时,当在程序中其他地方,包含了此部分代码的头文件时,正常调用setValue: forKey:时,实际上已经调用了自定义的方法 XXSetValue:forKey: 。以上代码的作用就是将两方法的实现代码互换(method_exchangeImplementations方法)。

废话说了这么多,重点在这,下图为替换 setObject:forKey:方法的实现代码:

        Class class = [self class];   //objc_getClass("__NSDictionaryM");         //line 0

        SEL selector_origin = @selector(setObject:forKey:);         //line 1
        SEL selector_new = @selector(XsetObj:forKey:);                //line 2
        
        Method method_origin = class_getInstanceMethod(class, selector_origin);   //line 3
        Method method_new = class_getInstanceMethod(class, selector_new);        //line 4
        
        method_exchangeImplementations(method_origin, method_new);            //line 5

注意,重点:在这里的hook实际上事很特殊的,因为如果此时swizzling的方法不是setValue:forKey:而是setObject:forKey:的话(代码见以上),结果会大不相同(实际结果是后者的method swizzling不会成功);而如果想使setObject:forKey:的swizzling成功的话,需要在代码 line 0 处,换成注释的部分。(--而 对setValue方法时,使用objc_getClass("__NSDictionaryM")或者[self class]都是成功的)

问题来了:
1、为什么都是类的实例方法的 setobject和setvalue,实现method swizzling 的方式并不完全一样呢??
2、 class_getInstanceMethod() 函数的第一参数的意义是什么??

/由于作者水平限制,以下解释中,类簇的相关知识并不详细且严谨。。/

首先,method_exchangeImplementations()函数的implementation交换是在类对象中完成,即问题2 中的函数参数,所以问题2 的答案应该是 第一参数是方法所在的类对象,或父类的类对象(稍后会解释);当selector为类方法而不是实例方法时,应该使用class_getClassMethod()函数,对应的,问题2 的参数应该是当前类的元类对象,或者根元类(NSObject)的元类对象。

ps: 拓展一个知识点, [self class]无论在类方法中还是实例方法中,返回都是类对象。而object_getClass(self)函数,当在类方法中时,返回的是类对象的isa指针指向的类,即元类对象;在实例方法中,返回的才是类对象。-------因此要避免使用不合适的类对象做参数

其次,为什么setobject和setvalue方法的method swizzling 实现不一样呢?首先,需要明白类簇的原理,(以下关于类簇的知识只是总结了一些碎块化的知识点,然后瞎逼逼的。)简单理解的话,类簇即根据不同的初始化方法,选择多套子类代码中某个作为当前类,进行实例的初始化,如[[NSNumber alloc] initWithFloat: 1.2f]和[[NSNumber alloc] initWithDouble: 1.3]会产生不同的类,所以可以理解为不同初始化方式得到的类可能不是同一个类,不同用途的类也可能不是同一个类----这里的setvalue对应的类,即Method结构 method_origin的类对象参数,和setobject对应的类不是同一个个类----虽然都属于NSMutableDictionary类(继承自公共基类"__NSDictionaryM")。

想要实现正确的method swizzling,需要自当前类对象,沿着继承关系,依次向上替换method(考虑继承类中有方法的重载现象--例如自定义UIViewController类重写viewDidLoad方法);在不考虑继承类重写方法的时候,使用类簇的根基类(即implementation了当前方法的&&最上层的类):

这里引用牛逼的人 的一个方法,获取某类的所有直接子类列表:

//打印出 某类的所有直接子类
+ (NSArray *)findAllOf:(Class)defaultClass {
    int count = objc_getClassList(NULL, 0);
    if (count <= 0) {
        @throw@"Couldn't retrieve Obj-C class-list";
        return @[defaultClass];
    }
    NSMutableArray * output = @[].mutableCopy;
    Class * classes = (Class *) malloc(sizeof(Class) * count);
    objc_getClassList(classes, count);
    for (int i = 0; i < count; ++i) {
        if (defaultClass == class_getSuperclass(classes[i]))//子类
        {
            [output addObject: classes[i]];
        }   
    }
    free(classes);
    return output.copy;  
}

正确的方法替换如下:

while (class_getInstanceMethod(currentClass, @selector(setObject:forKey:))) {
            Class superClass = [currentClass superclass];
            IMP classResumeIMP = method_getImplementation(class_getInstanceMethod(currentClass, @selector(setObject:forKey:)));
            IMP superclassResumeIMP = method_getImplementation(class_getInstanceMethod(superClass, @selector(setObject:forKey:)));
            if (classResumeIMP != superclassResumeIMP &&
                originalAFResumeIMP != classResumeIMP) {
                [self swizzleMethodForClass:currentClass];
// swizzleMethodForClass 方法是 完成方法交换
            }
            currentClass = [currentClass superclass];
        }

最终通过setObject和setValue的例子,也可以得出牛逼的人 一篇帖子中的一个说法,子类若未重载基类的方法,在class_getInstanceMethod调用后,会copy一份基类的方法到自己的方法列表中;而实际进行方法交换的method就是这一份拷贝。因此,就会导致在类簇类进行method swizzling时,class参数的选取不当,导致swizzling失败。

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