Runtime合集
iOS - Runtime基础
个人写的一段代码，建议在了解Swizzling时，查看Runtime 以下方法源码
我为你准备好了
class_getInstanceMethod
class_addMethod
class_replaceMethod
method_exchangeImplementations
+ (void)swizzlingInClass:(Class)cls originalSelector:(SEL)originalSelector swizzledSelector:(SEL)swizzledSelector {
Class msclass = cls;
// 获取当前类中的Org SEL (当前方法不存在，class_getInstanceMethod会去superClass查找)
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(msclass, originalSelector);
// 获取当前类中的New SEL
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(msclass, swizzledSelector);
// 尝试将Org SEL 添加到Class 中，IMP使用New SEL 的IMP,添加成功返回true，否则false(当前方法存在)
// class_addMethod 如果父类存在Org SEL，则会添加新方法，相当于重写父类Org SEL
BOOL didAddMethod =
class_addMethod(msclass,
originalSelector,
method_getImplementation(swizzledMethod),
method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
if (didAddMethod) {·//添加成功，之前不存在 Org SEL
// 将New SEL的方法实现IMP 替换成 Org
class_replaceMethod(msclass,
swizzledSelector,
method_getImplementation(originalMethod),
method_getTypeEncoding(originalMethod));
} else {
//直接交换IMP的方法，如果父类存在Org，子类不存在，则会替换父类的Org SEL
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
}
1. Method Swizzling是什么
通常我们叫它方法交换或方法欺骗
Method Swizzling用于改变一个已经存在的selector实现，在程序运行时，通过改变selector和所在类的methodLists的映射从而改变方法的调用。其实质就是交换两个方法的IMP(方法实现)
上篇文章我们知道:Method（方法）对应的是objc_Method结构体，而objc_method结构体中包含了SEL method_name（方法名）和IMP（方法实现）
struct objc_method {
SEL _Nonnull method_name;
char * _Nullable method_types;
IMP _Nonnull method_imp;
};
Method（方法）、SEL（方法名）、IMP（方法实现）三者的关系可以这样来表示:
在运行时，Class（类）维护了一个method list（方法列表）来确定消息的正确发送。method list（方法列表）存放的元素就是Method（方法）。而Method（方法）中映射了一对键值对：SEL（方法名）：IMP（方法实现）。
Method Swizzling修改了method list（方法列表），使得不同Method（方法）中的键值对发生了交换。比如交换前两个键值对分别为SEL A ：IMP A、SEL B ：IMP B，交换之后就变成了SEL A ：IMP B、SEL B ： IMP A
如图所示:
Swizzling 交换示意图
2. Method Swizzling 底层源码
(Runtime源码下载)[https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/]
源码位于objc-class-old.m
void method_exchangeImplementations(Method m1_gen, Method m2_gen)
{
IMP m1_imp;
old_method *m1 = oldmethod(m1_gen);
old_method *m2 = oldmethod(m2_gen);
if (!m1 || !m2) return;
impLock.lock();
m1_imp = m1->method_imp;
m1->method_imp = m2->method_imp;
m2->method_imp = m1_imp;
impLock.unlock();
}
或 objc-runtime-new.m
void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)
{
if (!m1 || !m2) return;
mutex_locker_t lock(runtimeLock);
IMP imp1 = m1->imp(false);
IMP imp2 = m2->imp(false);
SEL sel1 = m1->name();
SEL sel2 = m2->name();
m1->setImp(imp2);
m2->setImp(imp1);
// RR/AWZ updates are slow because class is unknown
// Cache updates are slow because class is unknown
// fixme build list of classes whose Methods are known externally?
flushCaches(nil, __func__, [sel1, sel2, imp1, imp2](Class c){
return c->cache.shouldFlush(sel1, imp1) || c->cache.shouldFlush(sel2, imp2);
});
adjustCustomFlagsForMethodChange(nil, m1);
adjustCustomFlagsForMethodChange(nil, m2);
}
2. Method Swizzling使用方法
+ (void)swizzlingInClass:(Class)cls originalSelector:(SEL)originalSelector swizzledSelector:(SEL)swizzledSelector {
Class msclass = cls;
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(msclass, originalSelector);
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(msclass, swizzledSelector);
BOOL didAddMethod =
class_addMethod(msclass,
originalSelector,
method_getImplementation(swizzledMethod),
method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
if (didAddMethod) {
class_replaceMethod(msclass,
swizzledSelector,
method_getImplementation(originalMethod),
method_getTypeEncoding(originalMethod));
} else {
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
}
3. Method Swizzling 使用注意事项
- 应该只在 +load 中执行 Method Swizzling
程序在启动的时候，会先加载所有的类，这时会调用每个类的 +load 方法。而且在整个程序运行周期只会调用一次（不包括外部显示调用)。所以在 +load 方法进行 Method Swizzling 再好不过了。
而为什么不用+initialize 方法呢。
因为+initialize 方法的调用时机是在 第一次向该类发送第一个消息的时候才会被调用。如果该类只是引用，没有调用，则不会执行 +initialize 方法。
Method Swizzling 影响的是全局状态，+load方法能保证在加载类的时候就进行交换，保证交换结果。而使用 +initialize 方法则不能保证这一点，有可能在使用的时候起不到交换方法的作用。
- Method Swizzling 在 +load 中执行时，不要调用 [super load];。
上边我们说了，程序在启动的时候，会先加载所有的类。如果在 + (void)load方法中调用 [super load]方法，就会导致父类的Method Swizzling 被重复执行两次，而方法交换也被执行了两次，相当于互换了一次方法之后，第二次又换回去了，从而使得父类的Method Swizzling 失效。
- Method Swizzling 应该总是在 dispatch_once 中执行
Method Swizzling 不是原子操作，dispatch_once 可以保证即使在不同的线程中也能确保代码只执行一次。所以，我们应该总是在 dispatch_once 中执行 Method Swizzling 操作，保证方法替换只被执行一次。
4. Method Swizzling 应用场景
Method Swizzling 可以交换两个方法的实现，在开发中更多的是应用于系统类库，以及第三方框架的方法替换。在官方不公开源码的情况下，我们可以借助 Runtime 的 Method Swizzling 为原有方法添加额外的功能
4.1 全局页面统计功能
@implementation UIViewController (HIAnalysis)
+ (void)load{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
SEL originalSelector = @selector(viewDidLoad);
SEL swizzledSelector = @selector(analysis_viewDidLoad);
[HIHookUtility swizzlingInClass:[self class] originalSelector:originalSelector swizzledSelector:swizzledSelector];
originalSelector = @selector(viewWillAppear:);
swizzledSelector = @selector(analysis_viewWillAppear:);
[HIHookUtility swizzlingInClass:[self class] originalSelector:originalSelector swizzledSelector:swizzledSelector];
originalSelector = @selector(viewDidAppear:);
swizzledSelector = @selector(analysis_viewDidAppear:);
[HIHookUtility swizzlingInClass:[self class] originalSelector:originalSelector swizzledSelector:swizzledSelector];
originalSelector = @selector(viewWillDisappear:);
swizzledSelector = @selector(analysis_viewWillDisappear:);
[HIHookUtility swizzlingInClass:[self class] originalSelector:originalSelector swizzledSelector:swizzledSelector];
originalSelector = @selector(viewDidDisappear:);
swizzledSelector = @selector(analysis_viewDidDisappear:);
[HIHookUtility swizzlingInClass:[self class] originalSelector:originalSelector swizzledSelector:swizzledSelector];
});
}
- (void)analysis_viewDidLoad{
[self analysis_viewDidLoad];
}
- (void)analysis_viewWillAppear:(BOOL)animated{
void(^fetchTitleHandler)(void) = ^(){
NSString *title = self.title;
if (!isStrEmpty(title) &&
![self isKindOfClass:[UINavigationController class]] &&
![self isKindOfClass:[UITabBarController class]]) {
[HIAppAnalytics HI_trackPageBegin:title];
}
};
if ([self respondsToSelector:@selector(analysisName)]) {
NSString *analysisName = [self performSelector:@selector(analysisName)];
if (!isStrEmpty(analysisName)) {
[HIAppAnalytics HI_trackPageBegin:analysisName];
}else{
fetchTitleHandler();
}
}else{
fetchTitleHandler();
}
[self analysis_viewWillAppear:animated];
}
4. 2 字体根据屏幕尺寸适配
- 为 UIFont 建立一个 Category。
- 在分类中实现一个自定义
的 xxx_systemFontOfSize: 方法，在其中添加缩放字体的方法。 - 利用 Method Swizzling 将 systemFontOfSize: 方法和 xxx_systemFontOfSize: 进行方法交换。
#import "UIFont+AdjustSwizzling.h"
#import <objc/runtime.h>
#define XXX_UISCREEN_WIDTH 375
@implementation UIFont (AdjustSwizzling)
+ (void)load {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
// 类方法存储在元类对象中，我们通过 object_getClass 获取 self.isa 所指向的元类
Class class = object_getClass((id)self);
SEL originalSelector = @selector(systemFontOfSize:);
SEL swizzledSelector = @selector(xxx_systemFontOfSize:);
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSelector);
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzledSelector);
BOOL didAddMethod = class_addMethod(class,
originalSelector,
method_getImplementation(swizzledMethod),
method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
if (didAddMethod) {
class_replaceMethod(class,
swizzledSelector,
method_getImplementation(originalMethod),
method_getTypeEncoding(originalMethod));
} else {
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
});
}
+ (UIFont *)xxx_systemFontOfSize:(CGFloat)fontSize {
UIFont *newFont = nil;
newFont = [UIFont xxx_systemFontOfSize:fontSize * [UIScreen mainScreen].bounds.size.width / XXX_UISCREEN_WIDTH];
return newFont;
}
@end
4.3 全局处理按钮重复点击
- 为 UIControl 或 UIButton 建立一个 Category。
- 在分类中添加一个 NSTimeInterval xxx_acceptEventInterval; 的属性，设定重复点击间隔
- 在分类中实现一个自定义的 xxx_sendAction:to:forEvent: 方法，在其中添加限定时间相应的方法。
- 利用 Method Swizzling 将 sendAction:to:forEvent: 方法和 xxx_sendAction:to:forEvent: 进行方法交换。
#import "UIButton+DelaySwizzling.h"
#import <objc/runtime.h>
@interface UIButton()
// 重复点击间隔
@property (nonatomic, assign) NSTimeInterval xxx_acceptEventInterval;
// 上一次点击时间戳
@property (nonatomic, assign) NSTimeInterval xxx_acceptEventTime;
@end
@implementation UIButton (DelaySwizzling)
+ (void)load {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
Class class = [self class];
SEL originalSelector = @selector(sendAction:to:forEvent:);
SEL swizzledSelector = @selector(xxx_sendAction:to:forEvent:);
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSelector);
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzledSelector);
BOOL didAddMethod = class_addMethod(class,
originalSelector,
method_getImplementation(swizzledMethod),
method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
if (didAddMethod) {
class_replaceMethod(class,
swizzledSelector,
method_getImplementation(originalMethod),
method_getTypeEncoding(originalMethod));
} else {
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
});
}
- (void)xxx_sendAction:(SEL)action to:(id)target forEvent:(UIEvent *)event {
// 如果想要设置统一的间隔时间，可以在此处加上以下几句
if (self.xxx_acceptEventInterval <= 0) {
// 如果没有自定义时间间隔，则默认为 0.4 秒
self.xxx_acceptEventInterval = 0.4;
}
// 是否小于设定的时间间隔
BOOL needSendAction = (NSDate.date.timeIntervalSince1970 - self.xxx_acceptEventTime >= self.xxx_acceptEventInterval);
// 更新上一次点击时间戳
if (self.xxx_acceptEventInterval > 0) {
self.xxx_acceptEventTime = NSDate.date.timeIntervalSince1970;
}
// 两次点击的时间间隔小于设定的时间间隔时，才执行响应事件
if (needSendAction) {
[self xxx_sendAction:action to:target forEvent:event];
}
}
- (NSTimeInterval )xxx_acceptEventInterval{
return [objc_getAssociatedObject(self, "UIControl_acceptEventInterval") doubleValue];
}
- (void)setXxx_acceptEventInterval:(NSTimeInterval)xxx_acceptEventInterval{
objc_setAssociatedObject(self, "UIControl_acceptEventInterval", @(xxx_acceptEventInterval), OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
- (NSTimeInterval )xxx_acceptEventTime{
return [objc_getAssociatedObject(self, "UIControl_acceptEventTime") doubleValue];
}
- (void)setXxx_acceptEventTime:(NSTimeInterval)xxx_acceptEventTime{
objc_setAssociatedObject(self, "UIControl_acceptEventTime", @(xxx_acceptEventTime), OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
@end
4.4 TableView、CollectionView 异常加载占位图
为 TableView 建立一个 Category，Category 中添加刷新回调 block 属性、占位图 View 属性。
在分类中实现一个自定义的 xxx_reloadData 方法，在其中添加判断是否为空，以及加载占位图、隐藏占位图的相关代码。
利用 Method Swizzling 将 reloadData 方法和 xxx_reloadData 进行方法交换。
#import <UIKit/UIKit.h>
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface UITableView (ReloadDataSwizzling)
@property (nonatomic, assign) BOOL firstReload;
@property (nonatomic, strong) UIView *placeholderView;
@property (nonatomic, copy) void(^reloadBlock)(void);
@end
/*--------------------------------------*/
#import "UITableView+ReloadDataSwizzling.h"
#import "XXXPlaceholderView.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation UITableView (ReloadDataSwizzling)
+ (void)load {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
Class class = [self class];
SEL originalSelector = @selector(reloadData);
SEL swizzledSelector = @selector(xxx_reloadData);
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSelector);
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzledSelector);
BOOL didAddMethod = class_addMethod(class,
originalSelector,
method_getImplementation(swizzledMethod),
method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
if (didAddMethod) {
class_replaceMethod(class,
swizzledSelector,
method_getImplementation(originalMethod),
method_getTypeEncoding(originalMethod));
} else {
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
});
}
- (void)xxx_reloadData {
if (!self.firstReload) {
[self checkEmpty];
}
self.firstReload = NO;
[self xxx_reloadData];
}
- (void)checkEmpty {
BOOL isEmpty = YES; // 判空 flag 标示
id <UITableViewDataSource> dataSource = self.dataSource;
NSInteger sections = 1; // 默认TableView 只有一组
if ([dataSource respondsToSelector:@selector(numberOfSectionsInTableView:)]) {
sections = [dataSource numberOfSectionsInTableView:self] - 1; // 获取当前TableView 组数
}
for (NSInteger i = 0; i <= sections; i++) {
NSInteger rows = [dataSource tableView:self numberOfRowsInSection:i]; // 获取当前TableView各组行数
if (rows) {
isEmpty = NO; // 若行数存在，不为空
}
}
if (isEmpty) { // 若为空，加载占位图
if (!self.placeholderView) { // 若未自定义，加载默认占位图
[self makeDefaultPlaceholderView];
}
self.placeholderView.hidden = NO;
[self addSubview:self.placeholderView];
} else { // 不为空，隐藏占位图
self.placeholderView.hidden = YES;
}
}
- (void)makeDefaultPlaceholderView {
self.bounds = CGRectMake(0, 0, self.frame.size.width, self.frame.size.height);
XXXPlaceholderView *placeholderView = [[XXXPlaceholderView alloc] initWithFrame:self.bounds];
__weak typeof(self) weakSelf = self;
[placeholderView setReloadClickBlock:^{
if (weakSelf.reloadBlock) {
weakSelf.reloadBlock();
}
}];
self.placeholderView = placeholderView;
}
- (BOOL)firstReload {
return [objc_getAssociatedObject(self, @selector(firstReload)) boolValue];
}
- (void)setFirstReload:(BOOL)firstReload {
objc_setAssociatedObject(self, @selector(firstReload), @(firstReload), OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
}
- (UIView *)placeholderView {
return objc_getAssociatedObject(self, @selector(placeholderView));
}
- (void)setPlaceholderView:(UIView *)placeholderView {
objc_setAssociatedObject(self, @selector(placeholderView), placeholderView, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
- (void (^)(void))reloadBlock {
return objc_getAssociatedObject(self, @selector(reloadBlock));
}
- (void)setReloadBlock:(void (^)(void))reloadBlock {
objc_setAssociatedObject(self, @selector(reloadBlock), reloadBlock, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}
@end
4.5 APM（应用性能管理）、防止程序崩溃
通过 Method Swizzling 替换 NSURLConnection , NSURLSession 相关的原始实现（例如 NSURLConnection 的构造方法和 start 方法），在实现中加入网络性能埋点行为，然后调用原始实现。从而来监控网络。
防止程序崩溃，可以通过 Method Swizzling 拦截容易造成崩溃的系统方法，然后在替换方法捕获异常类型 NSException ，再对异常进行处理。最常见的例子就是拦截 arrayWithObjects:count: 方法避免数组越界
@implementation NSArray (ArrayBounds)
+ (void)load{
[super load];
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{ //方法交换只要一次就好
//替换 objectAtIndex
NSString *tmpStr = @"objectAtIndex:";
NSString *tmpFirstStr = @"safe_ZeroObjectAtIndex:";
NSString *tmpThreeStr = @"safe_objectAtIndex:";
NSString *tmpSecondStr = @"safe_singleObjectAtIndex:";
// 替换 objectAtIndexedSubscript
NSString *tmpSubscriptStr = @"objectAtIndexedSubscript:";
NSString *tmpSecondSubscriptStr = @"safe_objectAtIndexedSubscript:";
[HIHookUtility swizzlingInClass:NSClassFromString(@"__NSArray0") originalSelector:NSSelectorFromString(tmpStr) swizzledSelector:NSSelectorFromString(tmpFirstStr)];
[HIHookUtility swizzlingInClass:NSClassFromString(@"__NSSingleObjectArrayI") originalSelector:NSSelectorFromString(tmpStr) swizzledSelector:NSSelectorFromString(tmpSecondStr)];
[HIHookUtility swizzlingInClass:NSClassFromString(@"__NSArrayI") originalSelector:NSSelectorFromString(tmpStr) swizzledSelector:NSSelectorFromString(tmpThreeStr)];
[HIHookUtility swizzlingInClass:NSClassFromString(@"__NSArrayI") originalSelector:NSSelectorFromString(tmpSubscriptStr) swizzledSelector:NSSelectorFromString(tmpSecondSubscriptStr)];
});
}
#pragma mark --- implement method
/**
取出NSArray 第index个 值 对应 __NSArrayI
@param index 索引 index
@return 返回值
*/
- (id)safe_objectAtIndex:(NSUInteger)index {
if (index > self.count - 1 || !self.count){
@try {
return [self safe_objectAtIndex:index];
} @catch (NSException *exception) {
//__throwOutException 抛出异常
NSAssert(NO, @"---index越界！！！");
NSLog(@"exception: %@", exception.reason);
return nil;
} @finally {
}
}else{
return [self safe_objectAtIndex:index];
}
}
参考
『Runtime』详解（二）Method Swizzling
iOS黑魔法 - Method Swizzling
runtime中的交换方法method_exchangeImplementations存在的问题
