#iOS底层探索 -- Method-Swizzling 的应用与坑点

在我们开始接触到runtime之后,我们经常能见到Method-Swizzling这个被称作 黑魔法 的东西,那么到底什么是Method-Swizzling 怎么使用、使用过程中又有哪些坑点,我们今天来探究一下

什么是Method-Swizzling

字面上: 方法调配 、方法交换
实现上: 我们常说的方法、方法名sel 通过其指向的IMP指针(方法的实现),通过这样的对应关系在使用时去调用对应的方法。
这里通过 objc/runtime.h中提供的api:method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)来交换IMP,通过这样的方法重新绑定selIMP对应关系。

Method-Swizzling原理.jpg

Method-Swizzling有什么作用

那么上面这样的方法交换在我们开发中到底有什么作用?

举个栗子
我们在开发过程中一直都会有一个无法避开的需求--埋点比如记录用户在操作APP期间到底访问了哪些页面。

  1. 最基础的,我们在每个VC的ViewDidLoad中去预留方法
  2. 高一点的,我们实现一个VC的基类,在基类中我们对ViewDidLoad重写
  3. 再或者,我们可以通过category去实现
    但这些我们都需要写大量代码,如果2、3方法是在项目后期去做时,也需要去调整很多类信息。

甚至,我们有可能是需要再SDK中,在不接触页面代码的情况下去实现这个埋点的需求,我们就可以通过Method-Swizzling 去直接hook ViewDidLoad方法,直接实现埋点。
这也就是AOP(Aspect Oriented Programming) 面向切面编程 思想

通过预编译方式和运行期间动态代理实现程序功能的统一维护的一种技术。AOPOOP的延续,是软件开发中的一个热点,也是Spring框架中的一个重要内容,是函数式编程的一种衍生范型。利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行隔离,从而使得业务逻辑各部分之间的耦合度降低,提高程序的可重用性,同时提高了开发的效率。(摘自百度百科)

除了上面说的埋点,还有一下crash收集我们也可以通过这样的方法实现。

Method-Swizzling具体使用 及 坑点

接下来,我们实战看一下Method-Swizzling的具体应用

/// 实例方法交换
/// @param cls 方法交换的类
/// @param oriSEL 需要被交换的方法编号
/// @param swizzledSEL 用来交换的方法编号
+ (void)lg_methodSwizzlingWithClass:(Class)cls oriSEL:(SEL)oriSEL swizzledSEL:(SEL)swizzledSEL{
    
    if (!cls) NSLog(@"传入的交换类不能为空");

    Method oriMethod = class_getInstanceMethod(cls, oriSEL);
    Method swiMethod = class_getInstanceMethod(cls, swizzledSEL);
    method_exchangeImplementations(oriMethod, swiMethod);
}

这是最基础的Method-Swizzling应用,其中会有一些问题,比如

重复调用问题

因为+(void)load方法调用的最早,所以一般我们放在其中去做方法交换。而+(void)load并不能确定只调用一次,如果发生多次调用,那么方法交换也会发生多次,IMP就会反复的交换。

解决方案

通过单例的思路,我们通过 dispatch_once(&onceToken, ^{})去做数据保护,避免反复横跳的发生

或者我们可以通过手动触发,只调用一次

子类交换了继承于父类方法

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    ///LGStudent 继承于 LGPerson
    LGStudent *s = [[LGStudent alloc] init];
    [s personInstanceMethod];

    LGPerson *p = [[LGPerson alloc] init];
    [p personInstanceMethod];
}
#import "LGPerson.h"

@implementation LGPerson
- (void)personInstanceMethod{
    NSLog(@"person对象方法:%s",__func__);
}
+ (void)personClassMethod{
    NSLog(@"person类方法:%s",__func__);
}
@end
@implementation LGStudent (LG)

+ (void)load{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        [LGRuntimeTool lg_methodSwizzlingWithClass:self oriSEL:@selector(personInstanceMethod) swizzledSEL:@selector(lg_studentInstanceMethod)];
    });
}
- (void)lg_studentInstanceMethod{
    NSLog(@"LGStudent分类添加的lg对象方法:%s",__func__);
}

运行结果


Method-Swizzling坑点2.jpg

我们在之前的探索中就知道,当子类没有实现方法时,方法会遍历到父类的方法列表中返回IMP,而Method-Swizzling是直接修改的IMP,所以被交换的其实就是父类的方法

那么问题就来了,如果交换后的方法父类本身不存在,那就找不到对应方法,就会出现崩溃。

解决方案

+ (void)lg_betterMethodSwizzlingWithClass:(Class)cls oriSEL:(SEL)oriSEL swizzledSEL:(SEL)swizzledSEL{
    
    if (!cls) NSLog(@"传入的交换类不能为空");
    // oriSEL       personInstanceMethod
    // swizzledSEL  lg_studentInstanceMethod
    Method oriMethod = class_getInstanceMethod(cls, oriSEL);
    Method swiMethod = class_getInstanceMethod(cls, swizzledSEL);
    //加一层保护措施,如果添加成功,则表示该方法不存在于本类,而是存在于父类中,不能交换父类的方法,否则父类的对象调用该方法会crash;添加失败则表示本类存在该方法
    BOOL success = class_addMethod(cls, oriSEL, method_getImplementation(swiMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));
    if (success) {// 自己没有 - 交换 - 没有父类进行处理 (重写一个)
        //再将原有的实现替换到swizzledMethod方法上,从而实现方法的交换,并且未影响到父类方法的实现
        class_replaceMethod(cls, swizzledSEL, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));
    }else{ // 自己有
        method_exchangeImplementations(oriMethod, swiMethod);
    }
}

在交换前判断下是否是自己的方法,如果不是,那就改为替换,不直接交换,避免影响父类的方法实现。

探究 在交换的方法中再次调用原方法,是否会发生递归

// 是否递归
- (void)lg_studentInstanceMethod{
    [self lg_studentInstanceMethod]; 
    NSLog(@"LGStudent分类添加的lg对象方法:%s",__func__);
}

答案是不会。


递归探寻.jpg

此时lg_studentInstanceMethod 内部实现是通过personInstanceMethod 方法名去调用的,而中间lg_studentInstanceMethod的方法,则指向了personInstanceMethodIMP,并不会行成一个递归循环。
但如果改为

// 是否递归
- (void)lg_studentInstanceMethod{
    [self personInstanceMethod]; 
    NSLog(@"LGStudent分类添加的lg对象方法:%s",__func__);
}

还是会一直在递归循环中,所以在这里要清楚理解SELIMP的关系和区别

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