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Runtime-Method Swizzling.md

File metadata and controls

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Runtime-Method Swizzling

【翻译由Mattt Thompson发表于nshipster的Method Swizzling】。

Runtime中methods的数据结构：

struct objc_method{
    SEL method_name    OBJC2_UNAVAILABLE;
    char *method_types OBJC2_UNAVAILABLE;
    IMP method_imp OBJC2_UNAVAILABLE;
}

method_imp是个函数指针，指向实际要执行的函数。（其实我们就是要通过改变IMP指针来重写系统函数）。

Method Swizzling是改变一个selector的实际实现的技术。通过这一技术，我们可以在运行时通过修改类的分发表中selector对应的函数，来修改方法的实现。 例如，我们想跟踪在程序中每一个view controller展示给用户的次数：当然，我们可以在每个view controller的viewDidAppear中添加跟踪代码；但是这太过麻烦，需要在每个view controller中写重复的代码。创建一个子类可能是一种实现方式，但需要同时创建UIViewController, UITableViewController, UINavigationController及其它UIKit中view controller的子类，这同样会产生许多重复的代码。 这种情况下，我们就可以使用Method Swizzling，如下代码所示：

#import <objc/runtime.h>
@implementation UIViewController (Tracking) 
+ (void)load { 
static dispatch_once_t onceToken; 
dispatch_once(&onceToken, ^{ Class class = [self class]; 
// When swizzling a class method, use the following:
 // Class class = object_getClass((id)self); 
SEL originalSelector = @selector(viewWillAppear:); 
SEL swizzledSelector = @selector(xxx_viewWillAppear:); 
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); 
}
 }); 
} #pragma mark - Method Swizzling 
- (void)xxx_viewWillAppear:(BOOL)animated { 
[self xxx_viewWillAppear:animated]; 
NSLog(@"viewWillAppear: %@", self); 
} 
@end

在这里，我们通过method swizzling修改了UIViewController的@selector(viewWillAppear:)对应的函数指针，使其实现指向了我们自定义的xxx_viewWillAppear的实现。这样，当UIViewController及其子类的对象调用viewWillAppear时，都会打印一条日志信息。 上面的例子很好地展示了使用method swizzling来一个类中注入一些我们新的操作。当然，还有许多场景可以使用method swizzling，在此不多举例。在此我们说说使用method swizzling需要注意的一些问题： Swizzling应该总是在+load中执行 在Objective-C中，运行时会自动调用每个类的两个方法。 +load会在类初始加载时调用，+initialize会在第一次调用类的类方法或实例方法之前被调用。这两个方法是可选的，且只有在实现了它们时才会被调用。由于method swizzling会影响到类的全局状态，因此要尽量避免在并发处理中出现竞争的情况。+load能保证在类的初始化过程中被加载，并保证这种改变应用级别的行为的一致性。相比之下，+initialize在其执行时不提供这种保证—事实上，如果在应用中没为给这个类发送消息，则它可能永远不会被调用。 Swizzling应该总是在dispatch_once中执行 与上面相同，因为swizzling会改变全局状态，所以我们需要在运行时采取一些预防措施。原子性就是这样一种措施，它确保代码只被执行一次，不管有多少个线程。GCD的dispatch_once可以确保这种行为，我们应该将其作为method swizzling的最佳实践。

选择器、方法与实现

**Selector(typedef struct objc_selector *SEL)：**用于在运行时中表示一个方法的名称。一个方法选择器是一个C字符串，它是在Objective-C运行时被注册的。选择器由编译器生成，并且在类被加载时由运行时自动做映射操作。 **Method(typedef struct objc_method *Method)：**在类定义中表示方法的类型 **Implementation(typedef id (*IMP)(id, SEL, …))：**这是一个指针类型，指向方法实现函数的开始位置。这个函数使用为当前CPU架构实现的标准C调用规范。每一个参数是指向对象自身的指针(self)，第二个参数是方法选择器。然后是方法的实际参数。 理解这几个术语之间的关系最好的方式是：一个类维护一个运行时可接收的消息分发表；分发表中的每个入口是一个方法(Method)，其中key是一个特定名称，即选择器(SEL)，其对应一个实现(IMP)，即指向底层C函数的指针。 为了swizzle一个方法，我们可以在分发表中将一个方法的现有的选择器映射到不同的实现，而将该选择器对应的原始实现关联到一个新的选择器中。

调用_cmd

我们回过头来看看前面新的方法的实现代码：

- (void)xxx_viewWillAppear:(BOOL)animated {
 [self xxx_viewWillAppear:animated];
 NSLog(@"viewWillAppear: %@", NSStringFromClass([self class]));
 }

咋看上去是会导致无限循环的。但令人惊奇的是，并没有出现这种情况。在swizzling的过程中，方法中的[self xxx_viewWillAppear:animated]已经被重新指定到UIViewController类的-viewWillAppear:中。在这种情况下，不会产生无限循环。不过如果我们调用的是[self viewWillAppear:animated]，则会产生无限循环，因为这个方法的实现在运行时已经被重新指定为xxx_viewWillAppear:了。