需求

如果我们要在所有页面添加统计功能,也就是用户进入这个页面就统计一次。我们会想到下面的一些方法:

手动添加

直接简单粗暴的在每个控制器中加入统计,复制、粘贴、复制、粘贴...
上面这种方法太Low了,消耗时间而且以后非常难以维护,会让后面的开发人员骂死的。

继承

我们可以使用OOP的特性之一,继承的方式来解决这个问题。创建一个基类,在这个基类中添加统计方法,其他类都继承自这个基类。

然而,这种方式修改还是很大,而且定制性很差。以后有新人加入之后,都要嘱咐其继承自这个基类,所以这种方式并不可取。

Category

我们可以为UIViewController建一个Category,然后在所有控制器中引入这个Category。当然我们也可以添加一个PCH文件,然后将这个Category添加到PCH文件中。

我们创建一个Category来覆盖系统方法,系统会优先调用Category中的代码,然后在调用原类中的代码。

我们可以通过下面的这段伪代码来看一下:



#import "UIViewController+EventGather.h"
@implementation UIViewController (EventGather)
- (void)viewDidLoad {
   NSLog(@"页面统计:%@", self);
}
@end
Method Swizzling

我们可以使用苹果的“黑魔法”Method Swizzling,Method Swizzling本质上就是对IMP和SEL进行交换。

Method Swizzling原理

Method Swizzing是发生在运行时的,主要用于在运行时将两个Method进行交换,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。

而且Method Swizzling也是iOS中AOP(面相切面编程)的一种实现方式,我们可以利用苹果这一特性来实现AOP编程。

首先,让我们通过两张图片来了解一下Method Swizzling的实现原理
原理图片1
原理图片2

上面图一中selector2原本对应着IMP2,但是为了更方便的实现特定业务需求,我们在图二中添加了selector3和IMP3,并且让selector2指向了IMP3,而selector3则指向了IMP2,这样就实现了“方法互换”。

在OC语言的runtime特性中,调用一个对象的方法就是给这个对象发送消息。是通过查找接收消息对象的方法列表,从方法列表中查找对应的SEL,这个SEL对应着一个IMP(一个IMP可以对应多个SEL),通过这个IMP找到对应的方法调用。

在每个类中都有一个Dispatch Table,这个Dispatch Table本质是将类中的SEL和IMP(可以理解为函数指针)进行对应。而我们的Method Swizzling就是对这个table进行了操作,让SEL对应另一个IMP。

Method Swizzling使用

在实现Method Swizzling时,核心代码主要就是一个runtime的C语言API:


OBJC_EXPORT void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2) 
 __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_5, __IPHONE_2_0);
实现思路

就拿上面我们说的页面统计的需求来说吧,这个需求在很多公司都很常见,我们下面的Demo就通过Method Swizzling简单的实现这个需求。

我们先给UIViewController添加一个Category,然后在Category中的+(void)load方法中添加Method Swizzling方法,我们用来替换的方法也写在这个Category中。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,并且不需要我们手动调用。而且这个方法具有唯一性,也就是只会被调用一次,不用担心资源抢夺的问题。

定义Method Swizzling中我们自定义的方法时,需要注意尽量加前缀,以防止和其他地方命名冲突,Method Swizzling的替换方法命名一定要是唯一的,至少在被替换的类中必须是唯一的。



#import "UIViewController+swizzling.h"
#import @implementation UIViewController (swizzling)
 
+ (void)load {
    [super load];
    // 通过class_getInstanceMethod()函数从当前对象中的method list获取method结构体,如果是类方法就使用class_getClassMethod()函数获取。
    Method fromMethod = class_getInstanceMethod([self class], @selector(viewDidLoad));
    Method toMethod = class_getInstanceMethod([self class], @selector(swizzlingViewDidLoad));
    /**
     *  我们在这里使用class_addMethod()函数对Method Swizzling做了一层验证,如果self没有实现被交换的方法,会导致失败。
     *  而且self没有交换的方法实现,但是父类有这个方法,这样就会调用父类的方法,结果就不是我们想要的结果了。
     *  所以我们在这里通过class_addMethod()的验证,如果self实现了这个方法,class_addMethod()函数将会返回NO,我们就可以对其进行交换了。
     */
    if (!class_addMethod([self class], @selector(viewDidLoad), method_getImplementation(toMethod), method_getTypeEncoding(toMethod))) {
        method_exchangeImplementations(fromMethod, toMethod);
    }
}
 
// 我们自己实现的方法,也就是和self的viewDidLoad方法进行交换的方法。
- (void)swizzlingViewDidLoad {
    NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"%@", self.class];
    // 我们在这里加一个判断,将系统的UIViewController的对象剔除掉
    if(![str containsString:@"UI"]){
        NSLog(@"统计打点 : %@", self.class);
    }
    [self swizzlingViewDidLoad];
}
@end

看到上面的代码,肯定有人会问:楼主,你太粗心了,你在swizzlingViewDidLoad方法中又调用了[self swizzlingViewDidLoad];,这难道不会产生递归调用吗?

答:然而....并不会????。

还记得我们上面的图一和图二吗?Method Swizzling的实现原理可以理解为”方法互换“。假设我们将A和B两个方法进行互换,向A方法发送消息时执行的却是B方法,向B方法发送消息时执行的是A方法。

例如我们上面的代码,系统调用UIViewController的viewDidLoad方法时,实际上执行的是我们实现的swizzlingViewDidLoad方法。而我们在swizzlingViewDidLoad方法内部调用[self swizzlingViewDidLoad];时,执行的是UIViewController的viewDidLoad方法。

Method Swizzling类簇

之前我也说到,在我们项目开发过程中,经常因为NSArray数组越界或者NSDictionary的key或者value值为nil等问题导致的崩溃,对于这些问题苹果并不会报一个警告,而是直接崩溃,感觉苹果这样确实有点“太狠了”。

由此,我们可以根据上面所学,对NSArray、NSMutableArray、NSDictionary、NSMutableDictionary等类进行Method Swizzling,实现方式还是按照上面的例子来做。但是....你发现Method Swizzling根本就不起作用,代码也没写错啊,到底是什么鬼?

这是因为Method Swizzling对NSArray这些的类簇是不起作用的。因为这些类簇类,其实是一种抽象工厂的设计模式。抽象工厂内部有很多其它继承自当前类的子类,抽象工厂类会根据不同情况,创建不同的抽象对象来进行使用。例如我们调用NSArray的objectAtIndex:方法,这个类会在方法内部判断,内部创建不同抽象类进行操作。

所以也就是我们对NSArray类进行操作其实只是对父类进行了操作,在NSArray内部会创建其他子类来执行操作,真正执行操作的并不是NSArray自身,所以我们应该对其“真身”进行操作。

下面我们实现了防止NSArray因为调用objectAtIndex:方法,取下标时数组越界导致的崩溃:


#import "NSArray+LXZArray.h"
#import "objc/runtime.h"
@implementation NSArray (LXZArray)
+ (void)load {
    [super load];
    Method fromMethod = class_getInstanceMethod(objc_getClass("__NSArrayI"), @selector(objectAtIndex:));
    Method toMethod = class_getInstanceMethod(objc_getClass("__NSArrayI"), @selector(lxz_objectAtIndex:));
    method_exchangeImplementations(fromMethod, toMethod);
}
 
- (id)lxz_objectAtIndex:(NSUInteger)index {
    if (self.count > index) {
        // 这里做一下异常处理,不然都不知道出错了。
        @try {
            return [self lxz_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]);
    }
        @finally {}
    } else {
        return [self lxz_objectAtIndex:index];
    }
}
@end

大家发现了吗,__NSArrayI才是NSArray真正的类,而NSMutableArray又不一样????。我们可以通过runtime函数获取真正的类


objc_getClass("__NSArrayI")

下面我们列举一些常用的类簇的“真身”:
类簇真身

Method Swizzling封装

在项目中我们肯定会在很多地方用到Method Swizzling,而且在使用这个特性时有很多需要注意的地方。我们可以将Method Swizzling封装起来,也可以使用一些比较成熟的第三方。

在这里我推荐Github上星最多的一个第三方-jrswizzle

里面核心就两个类,代码看起来非常清爽。


#import @interface NSObject (JRSwizzle)
+ (BOOL)jr_swizzleMethod:(SEL)origSel_ withMethod:(SEL)altSel_ error:(NSError**)error_;
+ (BOOL)jr_swizzleClassMethod:(SEL)origSel_ withClassMethod:(SEL)altSel_ error:(NSError**)error_;
@end
 
// MethodSwizzle类
#import BOOL ClassMethodSwizzle(Class klass, SEL origSel, SEL altSel);
BOOL MethodSwizzle(Class klass, SEL origSel, SEL altSel);
Method Swizzling危险吗?

既然Method Swizzling可以对这个类的Dispatch Table进行操作,操作后的结果对所有当前类及子类都会产生影响,所以有人认为Method Swizzling是一种危险的技术,用不好很容易导致一些不可预见的bug,这些bug一般都是非常难发现和调试的。


注:本文转载仅为学习使用
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