method-swizzling 是什么？
method-swizzling的含义是方法交换，其主要作用是在运行时将一个方法的实现替换成另一个方法的实现，这就是我们常说的iOS黑魔法，-
在OC中就是
利用method-swizzling实现AOP，其中AOP(Aspect Oriented Programming，面向切面编程)是一种编程的思想，区别于OOP（面向对象编程）- OOP和AOP都是一种编程的思想
-
OOP编程思想更加倾向于对业务模块的封装，划分出更加清晰的逻辑单元； - 而
AOP是面向切面进行提取封装，提取各个模块中的公共部分，提高模块的复用率，降低业务之间的耦合性。
每个类都维护着一个
方法列表，即methodList，methodList中有不同的方法即Method，每个方法中包含了方法的sel和IMP，方法交换就是将sel和imp原本的对应断开，并将sel和新的IMP生成对应关系
如下图所示，交换前后的sel和IMP的对应关系
method-swizzling涉及的相关API
-
通过
sel获取方法Methodclass_getInstanceMethod：获取实例方法class_getClassMethod：获取类方法
method_getImplementation：获取一个方法的实现method_setImplementation：设置一个方法的实现method_getTypeEncoding：获取方法实现的编码类型class_addMethod：添加方法实现class_replaceMethod：用一个方法的实现，替换另一个方法的实现，即aIMP 指向 bIMP，但是bIMP不一定指向aIMPmethod_exchangeImplementations：交换两个方法的实现，即 aIMP -> bIMP, bIMP -> aIMP
坑点1：method-swizzling使用过程中的一次性问题
所谓的一次性就是：mehod-swizzling写在load方法中，而load方法会主动调用多次，这样会导致方法的重复交换，使方法sel的指向又恢复成原来的imp的问题
解决方案
可以通过单例设计原则，使方法交换只执行一次，在OC中可以通过dispatch_once实现单例
+ (void)load{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
[LGRuntimeTool lg_bestMethodSwizzlingWithClass:self oriSEL:@selector(helloword) swizzledSEL:@selector(lg_studentInstanceMethod)];
});
}
坑点2：子类没有实现，父类实现了
在下面这段代码中，LGPerson中实现了personInstanceMethod，而LGStudent继承自LGPerson，没有实现personInstanceMethod，运行下面这段代码会出现什么问题？
//*********LGPerson类*********
@interface LGPerson : NSObject
- (void)personInstanceMethod;
@end
@implementation LGPerson
- (void)personInstanceMethod{
NSLog(@"person对象方法:%s",__func__);
}
@end
//*********LGStudent类*********
@interface LGStudent : LGPerson
- (void)helloword;
+ (void)sayHello;
@end
@implementation LGStudent
@end
//*********调用*********
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 黑魔法坑点二: 子类没有实现 - 父类实现
LGStudent *s = [[LGStudent alloc] init];
[s personInstanceMethod];
LGPerson *p = [[LGPerson alloc] init];
[p personInstanceMethod];
}
其中，方法交换代码如下，是通过LGStudent的分类LG实现
@implementation LGStudent (LG)
+ (void)load{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
[LGRuntimeTool lg_methodSwizzlingWithClass:self oriSEL:@selector(personInstanceMethod) swizzledSEL:@selector(lg_studentInstanceMethod)];
});
}
// personInstanceMethod 我需要父类的这个方法的一些东西
// 给你加一个personInstanceMethod 方法
// imp
- (void)lg_studentInstanceMethod{
////是否会产生递归？--不会产生递归，原因是lg_studentInstanceMethod 会走 oriIMP，即personInstanceMethod的实现中去
[self lg_studentInstanceMethod];
NSLog(@"LGStudent分类添加的lg对象方法:%s",__func__);
}
@end
下面是封装好的method-swizzling方法
@implementation LGRuntimeTool
+ (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);
}
通过实际代码的调试，发现会在p调用personInstanceMethod方法时崩溃，下面来进行详细说明
-
[s personInstanceMethod];中不报错是因为student中的imp交换成了lg_studentInstanceMethod，而LGStudent中有这个方法（在LG分类中），所以不会报错崩溃的点在于
[p personInstanceMethod];，其本质原因：LGStudent的分类LG中进行了方法交换，将person中imp交换成了LGStudent中的lg_studentInstanceMethod，然后需要去LGPerson中的找lg_studentInstanceMethod，但是LGPerson中没有lg_studentInstanceMethod方法，即相关的imp找不到，所以就崩溃了
优化：避免imp找不到
通过class_addMethod尝试添加你要交换的方法
- 如果
添加成功，即类中没有这个方法，则通过class_replaceMethod进行替换，其内部会调用class_addMethod进行添加 - 如果添加不成功，即类中有这个方法，则通过
method_exchangeImplementations进行交换
+ (void)lg_betterMethodSwizzlingWithClass:(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);
// 一般交换方法: 交换自己有的方法 -- 走下面 因为自己有意味添加方法失败
// 交换自己没有实现的方法:
// 首先第一步:会先尝试给自己添加要交换的方法 :personInstanceMethod (SEL) -> swiMethod(IMP)
// 然后再将父类的IMP给swizzle personInstanceMethod(imp) -> swizzledSEL
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)
class_replaceMethod(cls, swizzledSEL, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));
}else{ // 自己有
method_exchangeImplementations(oriMethod, swiMethod);
}
}
下面是class_replaceMethod、class_addMethod和method_exchangeImplementations的源码实现
其中class_replaceMethod和class_addMethod中都调用了addMethod方法，区别在于bool值的判断，下面是addMethod的源码实现
坑点3：子类没有实现，父类也没有实现，下面的调用有什么问题？
在调用personInstanceMethod方法时，父类LGPerson中只有声明，没有实现，子类LGStudent中既没有声明，也没有实现
//*********LGPerson类*********
@interface LGPerson : NSObject
- (void)personInstanceMethod;
@end
@implementation LGPerson
@end
//*********LGStudent类*********
@interface LGStudent : LGPerson
- (void)helloword;
+ (void)sayHello;
@end
@implementation LGStudent
@end
//*********调用*********
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 黑魔法坑点二: 子类没有实现 - 父类实现
LGStudent *s = [[LGStudent alloc] init];
[s personInstanceMethod];
LGPerson *p = [[LGPerson alloc] init];
[p personInstanceMethod];
}
经过调试，发现运行代码会崩溃，报错结果如下所示
原因是 栈溢出，递归死循环了，那么为什么会发生递归呢？----主要是因为 personInstanceMethod没有实现，然后在方法交换时，始终都找不到oriMethod，然后交换了寂寞，即交换失败，当我们调用personInstanceMethod（oriMethod）时，也就是oriMethod会进入LG中lg_studentInstanceMethod方法，然后这个方法中又调用了lg_studentInstanceMethod，此时的lg_studentInstanceMethod并没有指向oriMethod ，然后导致了自己调自己，即递归死循环
优化：避免递归死循环
- 如果
oriMethod为空，为了避免方法交换没有意义，而被废弃，需要做一些事情通过
class_addMethod给oriSEL添加swiMethod方法通过
method_setImplementation将swiMethod的IMP指向不做任何事的空实现
+ (void)lg_bestMethodSwizzlingWithClass:(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);
if (!oriMethod) {
// 在oriMethod为nil时，替换后将swizzledSEL复制一个不做任何事的空实现,代码如下:
class_addMethod(cls, oriSEL, method_getImplementation(swiMethod), method_getTypeEncoding(swiMethod));
method_setImplementation(swiMethod, imp_implementationWithBlock(^(id self, SEL _cmd){ }));
}
// 一般交换方法: 交换自己有的方法 -- 走下面 因为自己有意味添加方法失败
// 交换自己没有实现的方法:
// 首先第一步:会先尝试给自己添加要交换的方法 :personInstanceMethod (SEL) -> swiMethod(IMP)
// 然后再将父类的IMP给swizzle personInstanceMethod(imp) -> swizzledSEL
//oriSEL:personInstanceMethod
BOOL didAddMethod = class_addMethod(cls, oriSEL, method_getImplementation(swiMethod), method_getTypeEncoding(swiMethod));
if (didAddMethod) {
class_replaceMethod(cls, swizzledSEL, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));
}else{
method_exchangeImplementations(oriMethod, swiMethod);
}
}
method-swizzling - 类方法
类方法和实例方法的method-swizzling的原理是类似的，唯一的区别是类方法存在元类中，所以可以做如下操作
LGStudent中只有类方法sayHello的声明，没有实现
@interface LGStudent : LGPerson
- (void)helloword;
+ (void)sayHello;
@end
@implementation LGStudent
@end
在LGStudent的分类的load方法中实现类方法的方法交换
+ (void)load{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
[LGRuntimeTool lg_bestClassMethodSwizzlingWithClass:self oriSEL:@selector(sayHello) swizzledSEL:@selector(lg_studentClassMethod)];
});
}
+ (void)lg_studentClassMethod{
NSLog(@"LGStudent分类添加的lg类方法:%s",__func__);
[[self class] lg_studentClassMethod];
}
- 封装的
类方法的方法交换如下需要通过
class_getClassMethod方法获取类方法在调用
class_addMethod和class_replaceMethod方法添加和替换时，需要传入的类是元类，元类可以通过object_getClass方法获取类的元类
//封装的method-swizzling方法
+ (void)lg_bestClassMethodSwizzlingWithClass:(Class)cls oriSEL:(SEL)oriSEL swizzledSEL:(SEL)swizzledSEL{
if (!cls) NSLog(@"传入的交换类不能为空");
Method oriMethod = class_getClassMethod([cls class], oriSEL);
Method swiMethod = class_getClassMethod([cls class], swizzledSEL);
if (!oriMethod) { // 避免动作没有意义
// 在oriMethod为nil时，替换后将swizzledSEL复制一个不做任何事的空实现,代码如下:
class_addMethod(object_getClass(cls), oriSEL, method_getImplementation(swiMethod), method_getTypeEncoding(swiMethod));
method_setImplementation(swiMethod, imp_implementationWithBlock(^(id self, SEL _cmd){
NSLog(@"来了一个空的 imp");
}));
}
// 一般交换方法: 交换自己有的方法 -- 走下面 因为自己有意味添加方法失败
// 交换自己没有实现的方法:
// 首先第一步:会先尝试给自己添加要交换的方法 :personInstanceMethod (SEL) -> swiMethod(IMP)
// 然后再将父类的IMP给swizzle personInstanceMethod(imp) -> swizzledSEL
//oriSEL:personInstanceMethod
BOOL didAddMethod = class_addMethod(object_getClass(cls), oriSEL, method_getImplementation(swiMethod), method_getTypeEncoding(swiMethod));
if (didAddMethod) {
class_replaceMethod(object_getClass(cls), swizzledSEL, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));
}else{
method_exchangeImplementations(oriMethod, swiMethod);
}
}
- 调用如下
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
[LGStudent sayHello];
}
-
运行结果如下，由于符合
方法没有实现，所以会走到空的imp中
method-swizzling的应用
method-swizzling最常用的应用是防止数组、字典等越界崩溃
在iOS中NSNumber、NSArray、NSDictionary等这些类都是类簇，一个NSArray的实现可能由多个类组成。所以如果想对NSArray进行Swizzling，必须获取到其“真身”进行Swizzling，直接对NSArray进行操作是无效的。
下面列举了NSArray和NSDictionary本类的类名，可以通过Runtime函数取出本类。
| 类名 | 真身 |
|---|---|
| NSArray | __NSArrayI |
| NSMutableArray | __NSArrayM |
| NSDictionary | __NSDictionaryI |
| NSMutableDictionary | __NSDictionaryM |
以 NSArray 为例
- 创建NSArray的一个分类
CJLArray
@implementation NSArray (CJLArray)
//如果下面代码不起作用，造成这个问题的原因大多都是其调用了super load方法。在下面的load方法中，不应该调用父类的load方法。这样会导致方法交换无效
+ (void)load{
Method fromMethod = class_getInstanceMethod(objc_getClass("__NSArrayI"), @selector(objectAtIndex:));
Method toMethod = class_getInstanceMethod(objc_getClass("__NSArrayI"), @selector(cjl_objectAtIndex:));
method_exchangeImplementations(fromMethod, toMethod);
}
//如果下面代码不起作用，造成这个问题的原因大多都是其调用了super load方法。在下面的load方法中，不应该调用父类的load方法。这样会导致方法交换无效
- (id)cjl_objectAtIndex:(NSUInteger)index{
//判断下标是否越界，如果越界就进入异常拦截
if (self.count-1 < index) {
// 这里做一下异常处理，不然都不知道出错了。
#ifdef DEBUG // 调试阶段
return [self cjl_objectAtIndex:index];
#else // 发布阶段
@try {
return [self cjl_objectAtIndex:index];
} @catch (NSException *exception) {
// 在崩溃后会打印崩溃信息，方便我们调试。
NSLog(@"---------- %s Crash Because Method %s ----------\n", class_getName(self.class), __func__);
NSLog(@"%@", [exception callStackSymbols]);
return nil;
} @finally {
}
#endif
}else{ // 如果没有问题，则正常进行方法调用
return [self cjl_objectAtIndex:index];
}
}
@end
- 测试代码
NSArray *array = @[@"1", @"2", @"3"];
[array objectAtIndex:3];
-
打印结果如下，会输出崩溃的日志，但是实际并不会崩溃