iOS——方法互换Method Swizzing
什么是方法互换Method Swizzing是发生在运行时的，主要用于在运行时将两个Method举行互换，我们可以将Method Swizzling代码写到任何地方，但是只有在这段Method Swilzzling代码执行完毕之后互换才起作用。
利用Objective-C Runtimee的动态绑定特性，将一个方法的实现与另一个方法的实现举行互换。互换两个方法的实现一般写在分类的load方法内里，因为load方法会在程序运行前加载一次，而initialize方法会在类或者子类在 第一次利用的时间调用，当有分类的时间会调用多次。
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/8959edfb7ac64157ad851174f9058e49.png#pic_center
方法互换的方式
[*]获取方法的 SEL 和 IMP：
[*]利用 class_getInstanceMethod 或 class_getClassMethod 函数获取方法的 Method 布局体。
[*]从 Method 布局体中获取 SEL 和 IMP。
[*]互换方法的 IMP：
[*]利用 method_exchangeImplementations 函数互换两个方法的实现。
[*]或者利用 class_replaceMethod 函数更换方法的实现。
// 类中获取oriSEL对应的方法实现
Method oriMethod = class_getInstanceMethod(cls, oriSEL);
// 获取swiSEL对应的方法实现
Method swiMethod = class_getInstanceMethod(cls, swizzledSEL);
// 将两个方法实现进行交换，
method_exchangeImplementations(oriMethod, swiMethod);
在举行方法互换操作时，发起放在单例下举行，以确保该操作只执行一次，避免重复调用导致互换效果被反转，从而失去互换的目标。
通过上面的方法可以明白，互换的是两者的方法实现。
方法互换的四个风险
直接利用 Runtime 的方法举行方法互换会有很多风险，RSSwizzle库里指出了四个典范的直接利用 Runtime 方法举行方法互换的风险。
[*] 第一个风险是，须要在 +load 方法中举行方法互换。因为如果在其他时间举行方法互换，难以包管别的一个线程中不会同时调用被互换的方法，从而导致程序不能按预期执行。而在 +load 方法中执行方法互换，确保互换在类加载时完成，从而避免线程竞争和其他时机相关的问题。
[*] 第二个风险是，被互换的方法必须是当前类的方法，不能是父类的方法，直接把父类的实现拷贝过来不会起作用。父类的方法必须在调用的时间利用，而不是方法互换时利用。方法互换只能作用于当前类的方法，不能影响父类的方法。
[*] 第三个风险是，互换的方法如果依靠了 cmd，那么互换后，如果 cmd 发生了变革，就会出现各种奇怪问题，而且这些问题还很难排查。特别是互换了系统方法，你无法包管系统方法内部是否依靠了 cmd。（cmd参数表示当前调用的方法）
[*] 第四个风险是，方法互换命名辩说。如果出现辩说，可能会导致方法互换失败。
load方法的特点
+load方法在类加载时调用，确保方法互换在任何实例方法调用之前完成。
一般情况下load方法在每个类中都只会调用一次。
+load方法自动调用，不会被多个线程同时调用，联合 dispatch_once 确保线程安全。
+load方法自动执行，减少开发者的工作量。
第三个风险详解
第三个风险的意思是，两个方法实现互换后，_cmd却不一定。
_cmd回首
_cmd 是埋伏的参数，表示当前方法的selector，他和self表示当前方法调用的对象实例。
获取当前被调用方法： NSStringFromSelector(_cmd)
比如下面这个例子：
我们首先创建了一个ViewController类，在这个类中我们写出将被互换的原方法orimed，然后创建一个swizzled分类，在分类中写出互换后的方法
#import "ViewController.h"
#import "ViewController+swizzled.h"
#import <objc/runtime.h>
@interface ViewController ()
@property (assign, nonatomic) int ticketsCount;
@end
@implementation ViewController
+ (void)load {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
SEL oriSEL = @selector(orimed);
SEL swiSEL = @selector(swizzledSelector);
Method oriMethod = class_getInstanceMethod(, oriSEL);
Method swiMethod = class_getInstanceMethod(, swiSEL);
method_exchangeImplementations(oriMethod, swiMethod);
});
}
- (void)viewDidLoad {
;
;
}
- (void) orimed {
NSLog(@"交换前的方法");
}
#import "ViewController.h"
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface ViewController (swizzled)
- (void) swizzledSelector;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
#import "ViewController+swizzled.h"
@implementation ViewController (swizzled)
- (void)swizzledSelector {
NSLog(@"方法已交换");
//然后我们在这个方法中打印当前方法的selector
NSLog(@"%@", NSStringFromSelector(_cmd));
}
@end
打印的效果：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/1770f9608d04474389cba27efedcf4c4.png#pic_center
我们的代码明明执行了swizzledSelector中的代码，为什么打印出的_cmd照旧orimed呢？
这是因为方法互换本质上是互换了两个方法的实现，而不是选择器，这段代码实际上是将orimed的SEL指向了swizzleSelector方法的imp，所以执行swizzledSelector的代码实现时，返回的_cmd（方法的selector）为orimed。
因此如果互换的方法依靠于 cmd 来决定行为，可能会导致日志输出的信息不符合实际调用的方法。
方法互换的实际用法
先给要更换的方法的类添加一个Category，然后在Category中的+(void)load方法中添加Method Swizzling方法，我们用来更换的方法也写在这个Category中。就像上面那个例子一样。
由于load类方法是程序运行时这个类被加载到内存中就调用的一个方法，执行比较早，在每个类中都只会调用一次，并且不须要我们手动调用。
留意：
[*]Swizzling应该总在+load中执行
[*]Swizzling应该总是在dispatch_once中执行
[*]Swizzling在+load中执行时，不要调用。如果多次调用了，可能会出现“Swizzle无效”的假象。
[*]为了避免Swizzling的代码被重复执行，我们可以通过GCD的dispatch_once函数来解决，利用dispatch_once函数内代码只会执行一次的特性。
方法互换的API
方案一：
提供了更精细的控制，可以选择性地添加、更换方法，并能处理方法不存在的情况。
//获取某个类的实例方法。
//cls：目标类。name：方法的选择器（selector）。
class_getInstanceMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name)
//获取方法的实现（IMP）
//m：方法（Method）
method_getImplementation(Method _Nonnull m)
//向类中添加一个方法及其实现。
//cls：目标类。name：方法的选择器。imp：方法的实现。types：方法的类型编码（Type encoding）。
class_addMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name, IMP _Nonnull imp,
const char * _Nullable types)
//替换类中的方法实现。如果该方法不存在，则添加这个方法。
//cls：目标类。name：方法的选择器。imp：新的方法实现。types：方法的类型编码。
class_replaceMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name, IMP _Nonnull imp,
const char * _Nullable types)
方案二：
直接互换两个方法的实现，步调简单，但是少了一些机动性。
//交换两个方法的实现。
method_exchangeImplementations(Method _Nonnull m1, Method _Nonnull m2)
案例分析
案例一：递归调用
我们现在在上面原先代码的底子上修改一下：
#import "ViewController+swizzled.h"
@implementation ViewController (swizzled)
- (void)swizzledSelector {
NSLog(@"方法已交换");
//这里递归调用一下swizzledSelector方法
;
}
@end
运行效果：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/a16a0f86e7884a649305daf3bcfce4d6.png#pic_center
可以看出，并没有发生递归调用。反而只是打印出了原方法的内容，这是为什么呢？
这是因为举行了方法互换，所以调用方法swizzledSelector，会找到orimed的方法实现，而swizzledSelector中有调用swizzledSelector，而此时它的方法实现已经指向了orimed。见下图：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/ff423083b9514f458434d4f54af0d7ee.png#pic_center
案例二：互换父类的方法
有如下代码：首先，我们创建一个FatherViewController类，该类有一个fatherMethod方法，然后该类有一个子类SonViewController，子类同样有一个sonMethod方法。在子类的实现中，我们将父类的fatherMethod和子类的sonMethod方法举行互换，然后在ViewController中调用父类的fatherMethod方法：
#import "FatherViewController.h"
@interface FatherViewController ()
@end
@implementation FatherViewController
- (void)viewDidLoad {
;
// Do any additional setup after loading the view.
}
- (void)fatherMethod {
NSLog(@"父类的方法");
}
@end
#import "SonViewController.h"
#import <objc/runtime.h>
@interface SonViewController ()
@end
@implementation SonViewController
+ (void)load {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
SEL sonSEL = @selector(sonMethod);
SEL fatherSEL = @selector(fatherMethod);
Method sonMed = class_getInstanceMethod(, sonSEL);
Method fatherMed = class_getInstanceMethod(, fatherSEL);
method_exchangeImplementations(sonMed, fatherMed);
});
}
- (void)viewDidLoad {
;
}
- (void) sonMethod {
//递归调用
;
NSLog(@"子类的方法");
}
@end
在ViewController中，利用子类的实例对象调用父类的方法：
- (void)viewDidLoad {
;
[[ init] fatherMethod];
}
执行效果：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/70cba26654de4edfa8d9303a1ca25aef.png#pic_center
可以得出，我们乐成完成了在子类中和父类的方法举行互换。递归调用也没有出错。
但是如果此时我们在ViewController中利用父类的实例对象调用父类的方法呢？
我们现在修改ViewController中的代码：
- (void)viewDidLoad {
;
[[ init] fatherMethod];
}
得到的效果却是：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/e2efe957a3b64f28bc75eae6a23fa8ee.png#pic_center
代码运行时发生了错误，这是因为，利用父类的实例对象调用父类的方法时，由于发生了方法互换，因此父类执行的是子类的方法实现。在子类的方法实现中又调用了sonMethod方法，但是问题来了，此时实现子类方法的调用者是父类的实例对象，父类的实例对象中压根没有sonMethod方法的实现，这就导致了找不到sonMethod方法，因而产生了错误。
在开发中，如果举行方法互换，一定要确保方法已经实现，否则会出现本例中啃爹的现象（方法互换，而父类没有方法的实现，导致报错）。所以在举行相关方法互换时，尽量避免涉及到其父类或者其子类的方法。
方法互换的应用
统计ViewController加载次数并打印
#import "UIViewController+Logging.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation UIViewController (Logging)
+ (void)load
{
swizzleMethod(, @selector(viewDidAppear:), @selector(swizzled_viewDidAppear:));
}
- (void)swizzled_viewDidAppear:(BOOL)animated
{
// call original implementation
;
// Logging
NSLog(@"%@", NSStringFromClass());
}
void swizzleMethod(Class class, SEL originalSelector, SEL swizzledSelector)
{
// the method might not exist in the class, but in its superclass
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSelector);
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzledSelector);
// class_addMethod will fail if original method already exists
BOOL didAddMethod = class_addMethod(class, originalSelector, method_getImplementation(swizzledMethod), method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
// the method doesn’t exist and we just added one
if (didAddMethod) {
class_replaceMethod(class, swizzledSelector, method_getImplementation(originalMethod), method_getTypeEncoding(originalMethod));
}
else {
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
}
防止UI控件短时间多次激活事件
偶然候会有这种需求，项目中的写好的按钮要求不能连续点击，这时间最方便的方法就是利用方法互换将系统的sendAction:to:forEvent:方法更换为自定义的swizzled_sendAction:to:forEvent:方法。在自定义方法中判断是否须要拦截点击事件。
UIControl+Limit.m：
#import "UIControl+Limit.h"
#import <objc/runtime.h>
static const char *UIControl_acceptEventInterval="UIControl_acceptEventInterval";
static const char *UIControl_ignoreEvent="UIControl_ignoreEvent";
@implementation UIControl (Limit)
#pragma mark - acceptEventInterval
- (void)setAcceptEventInterval:(NSTimeInterval)acceptEventInterval
{
objc_setAssociatedObject(self,UIControl_acceptEventInterval, @(acceptEventInterval), OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
-(NSTimeInterval)acceptEventInterval {
return ;
}
#pragma mark - ignoreEvent
-(void)setIgnoreEvent:(BOOL)ignoreEvent{
objc_setAssociatedObject(self,UIControl_ignoreEvent, @(ignoreEvent), OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
}
-(BOOL)ignoreEvent{
return ;
}
#pragma mark - Swizzling
+(void)load {
Method a = class_getInstanceMethod(self,@selector(sendAction:to:forEvent:));
Method b = class_getInstanceMethod(self,@selector(swizzled_sendAction:to:forEvent:));
method_exchangeImplementations(a, b);//交换方法
}
- (void)swizzled_sendAction:(SEL)action to:(id)target forEvent:(UIEvent*)event
{
if(self.ignoreEvent){
NSLog(@"btnAction is intercepted");
return;}
if(self.acceptEventInterval>0){
self.ignoreEvent=YES;
;
}
;
}
-(void)setIgnoreEventWithNo{
self.ignoreEvent=NO;
}
@end
ViewController.m：
-(void)setupSubViews{
UIButton *btn = ;
btn =[initWithFrame:CGRectMake(100,100,100,40)];
;
forState:UIControlStateNormal];
btn.acceptEventInterval = 3;
;
;
}
- (void)btnAction{
NSLog(@"btnAction is executed");
}
防奔溃处理：数组越界问题
在实际项目中，偶然会因为数组越界导致瓦解，须要一个解决方案来防止这种情况，纵然数组越界也不会瓦解。
通过方法互换（Swizzling）更换NSArray的objectAtIndex:方法，添加防越界处理逻辑。
无痕埋点
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