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 <NSObject> {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
}

NSObject的对象都有一个指向Classisa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。
</br>

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。
</br>

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ClassSEL得到,具体方法是:Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL name)Method class_getClassMethod(Class cls, SEL name)
</br>

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
</br>

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
</br>

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。
</br>

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。
</br>

void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)

作用:交换m1与m2的实现方法。
</br>

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oldFunction:方法,所以添加方法失败,直接交换oldFunction: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");
}

而打印结果则是:

MethodSwizzling[14770:1730001] add method success
MethodSwizzling[14770:1730001] super class old method
MethodSwizzling[14770:1730001] new method

</br>

应用

以下摘抄自雷纯锋的技术博客
</br>
例如使用友盟统计,要实现页面的统计功能,我们需要在每个页面的ViewController中添加如下代码:

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];
    [MobClick beginLogPageView:@"PageOne"];
}

- (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated {
    [super viewWillDisappear:animated];
    [MobClick endLogPageView:@"PageOne"];
}

要达到这个目的,我们有两种比较常规的实现方式:
1. 直接修改每个页面的ViewController代码,简单粗暴;
2. 子类化ViewController,并让我们的ViewController都继承这些子类。
第 1 种方式的缺点是不言而喻的,这样做不仅会产生大量重复的代码,而且还很容易遗漏某些页面,非常难维护;第 2 种方式稍微好一点,但是也同样需要我们子类化 UIViewControllerUITableViewControllerUITabBarController 等不同类型的ViewController
也许你跟我一样陷入了思考,难道就没有一种简单优雅的解决方案吗?答案是肯定的,Method Swizzling 就是解决此类问题的最佳方式。
</br>
具体实现请看雷纯锋的技术博客

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